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操作系统之第五章虚拟存储器 知识点总结

概述：

  • 常规存储器的特征：
    • 一次性
    • 驻留性
  • 局部性原理
    • 时间局部性原理（循环结构）
    • 空间局部性原理（顺序结构）
  • 虚拟存储器的特征：
    • 多次性
    • 交换性
    • 虚拟性（逻辑结构上扩充内存）
  • 虚拟存储器的实现方法：
    • 请求分页存储管理方式
    • 请求分段存储管理方式

请求分页存储管理方式：

  • 请求分页中的硬件支持
    • 请求页表机制
      • 用户空间中的逻辑地址映射为内存空间的物理地址
    • 缺页中断机构
      • 在指令执行期间产生和处理中断信号
      • 一条指令在执行期间产生多次缺页中断
    • 地址变换机构
      • 在原来的地址变换机构增加了一些功能
  • 内存分配
    • 最小物理块的分配
      • 可以使进程正常工作所需的物理块数
    • 分配策略
      • 内存分配策略：固定和可变
      • 内存置换策略：局部置换和全局置换
      • 固定局部置换策略
      • 可变局部置换策略
      • 可变全局置换策略
    • 物理块分配算法
      • 平均分配算法
      • 按比例分配算法
      • 考虑优先权分配算法
  • 页面调入策略
    • 何时调入页面
    • 从何处调入页面
    • 如何操作
      • 内存页面---《----调入：对换区不够大时-----文件区
      • 内存页面-----《---调入：对换区足够大时----》对换区
      • 内存页面------换出：不会被修改的文件----》文件区
      • 内存页面-------换出：可能被修改的部份----》对换区
    • 缺页率：f=F/A

页面调入策略：

  • 最佳置换算法（未来）可以去评价其他算法
  • FIFO页面置换算法（选择在内存中滞留时间最久的页面予以淘汰）会发生belady现象
  • LRU置换算法
    • 硬件支持：寄存器和栈
  • LFU置换算法
  • 简单CLOCK置换算法（为每页设置一位访问为，将内存中的所有页面都通过链接指针链接成一个循环队列）
  • 改进的CLOCK置换算法
    • 将一个页面换出的时候，如果该页修改过，则将其重新写回到磁盘上，如果未修改过，则不必考回磁盘
  • 页面缓冲算法（PBA）
    • 采取可变局部置换方法
    • 减少了页面换进换出的开销
    • 不需要特殊硬件的支持，实现起来非常简单
    • 影响页面换进换出效率的若干因素
      • 页面置换算法
      • 写回磁盘的频率
      • 读入内存的频率
  • 访问内存的有效时间
    • 要考虑访问页表的时间和访问实际物理地址数据的时间，考虑缺页中断的处理时间
  • 抖动：同时在系统中运行的进程太多，由此分配给每一个进程的物理块太少，由此分配给每一个进程的物理块太少，不能满足进程正常运行的基本要求，致使每个进程在运行时频繁出现缺页，必须请求系统将所缺之页调入内存
  • 工作集：是指某段时间间隔里，进程实际要访问页面的集合
  • 预防抖动的方法：
    • 采取局部置换策略
    • 把工作集算法融入到处理机调度中
    • 利用L=S准则调节缺页率
    • 选择暂停的进程
  • 请求分段存储管理方式
    • 请求分段中的硬件支持
      • 请求段表机制（状态位P，访问字段A,修改位M，增补位，外存始址）
      • 缺段中断机构
      • 地址变换机构
    • 分段的共享和保护
      • 共享段表
      • 共享段的分享和回收
      • 分段保护（在分段系统中，由于每个分段在逻辑上是相对独立的，因而比较容易实现信息保护）
        • 采取以下几种措施来确保信息的安全
          • 越界保护
          • 存取控制机制
          • 环保护机构

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    官方资料，关于Java SE 6 HotSpot虚拟机的garbage Collection，非常全，英文。 http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/gc-tuning-6-140523.html   Java SE 6 HotSpot[tm] Virtual Machine Garbage Collection Tuning &
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