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页式存储
页式存储是操作系统的一种存储管理方式。
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页式存储
页式存储是操作系统的一种存储管理方式。
因为我们的程序往往是远远大于内存的所以程序在执行的时候是不会一次性把所有内容都装入到内存中它会把程序分为若干个页每个页固定大小一般是4K,然后把这些页离散存入到内存中而内存是按块来划分的所以就通过页表来进行映射程序中的页在内存中的块的存储
比如游戏有10G内存只有4G。10G的程序这么分配到4G的内存中去的玩游戏的时候并不是一开始就将所有的东西都展示出来都是根据场景打怪位置等分析所需的资源然后把需要的资源放到内存中使用。怎么将数据放到内存中去的将程序分成若干个页我们程序员写游戏的时候需要定义一些变量有些变量代表图片资源有些代码音频资源视频资源还有一些简单的数据。这些数据在写代码的时候是有地方存储的这个地方就做逻辑地址。
进程程序中的地址我们称之为逻辑地址虚地址而内存中的地址我们称之为物理地址实地址
每个页分为页号和页内地址页号用来和块号对应代表存储的位置大小可以代表页的数量页内地址代表的是存储的数据内容大小可以代表数据大小 优点利用率高、碎片小只在最后一个页中有、分配及管理简单。 缺点增加了系统开销可能产生抖动现象。
例如将100K的数据存储到内存里按照4K/页那么25页就能存完。 但是103K的数据存到内存里最后一页没有存完只存储了3K还剩余1K这就是碎片
练习题
【2021架构】某计算机系统页面大小为4K,若进程的页面变换表如下所示逻辑地址为十六进制1D16H。该地址经过变换后其物理地址应为十六进制(26) A.1024H B.3D16H C.4DI6H D.6D16H 答案B 页表页号页内地址 快速做题技巧 1D16H第一位1基本上就是页号最后一位H是单位。D16是页内地址看图页号1对应块号是3。所以答案是B 计算方法 将十六进制数1D16H转换成二进制数 0001 1110 0001 0110 4K212所以取二进制数的后12位为页内地址前4位则为页号地址00011由图可知跳转到物理块号为3的地方 也可以这么计算4K4096212(24)32416正好是一个16进制的位所以1D16后3位是页内地址 页式置换算法
有时候进程空间分为100个页面而系统内存只有10个物理块无法全部满足分配就需要将马上要执行的页面先分配进去而后根据算法进行淘汰使100个页面能够按执行顺序调入物理块中执行完。 缺页表示需要执行的页不在内存物理块中需要从外部调入内存会增加执行时间因此缺页数越多系统效率越低。
最优算法OPT,理论上的算法无法实现是在进程执行完后进行的最佳效率计算用来让其他算法比较差距。原理是选择未来最长时间内不被访问的页面置换这样可以保证未来执行的都是马上要访问的。先进先出算法FIFO,先调入内存的页先被置换淘汰会产生抖动现象即分配的页数越多缺页率可能越多即效率越低 经常使用的数据就会出去又进来出去又进来的现象这就是抖动最近最少使用LRU,在最近的过去进程执行过程中过去最少使用的页面被置换淘汰根据局部性原理这种方式效率高且不会产生抖动现像。
练习题
【2021年】某进程有4个页面页号为0~3页面变换表及状态位、访问位和修改位的含义如下图所示若系统给该进程分配了3个存储块当访问前页面1不在内存时淘汰表中页号为()的页面代价最小。 A.0 B.1 C.2 D.3 答案D 页帧号物理地址 快表
快表是一块小容量的相联存储器由快速存储器组成按内容访问速度快并且可以从硬件上保证按内容并行查找一般用来存放当前访问最频繁的少数活动页面的页号可以看成是页表的频繁访问数据的副本)。
快表和慢表都是页表快表是页表的优化方式 快表是将页表存于Cache中慢表是将页表存于内存上。因此慢表需要访问两次内存才能取出数据而快表是访问一次Cache和一次内存因比更快。
