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操作系统(OS, Operating System) 课件:第4章存储管理2.pdf
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操作系统(OS, Operating System) 课件:第4章存储管理2.pdf
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前面所介绍的各种存储器管理方式有一个共同的特点,
即它们都要求将一个作业全部装入内存后方能运行,于是,
出现了下面这样两种情况:
有的作业很大,其所要求的内存空间超过了内存总容量,
作业不能全部被装入内存,致使该作业无法运行。
有大量作业要求运行,但由于内存容量不足以容纳所有这
些作业,只能将少数作业 装入内存让它们先运行,而将其
它大量的作业留在外存上等待。
4.6 虚拟存储器的基本概念
1.常规存储器管理方式的特征
(1) 一次性。在前面所介绍的几种存储管理方式中,都
要求将作业全部装入内存后方能运行,即作业在运行前需一
次性地全部装入内存,而正是这一特征导致了上述两种情况
的发生。此外,还有许多作业在每次运行时,并非其全部程
序和数据都要用到。如果一次性地装入其全部程序,也是一
种对内存空间的浪费。
4.6.1 虚拟存储器的引入
(2) 驻留性。作业装入内存后,便一直驻留在内存中,
直至作业运行结束。尽管运行中的进程会因I/O而长期等待,
或有的程序模块在运行过一次后就不再需要(运行)了,但它
们都仍将继续占用宝贵的内存资源。
由此可以看出,上述的一次性及驻留性,使许多在程序
运行中不用或暂不用的程序(数据)占据了大量的内存空间,
使得一些需要运行的作业无法装入运行。现在要研究的问题
是:一次性及驻留性在程序运行时是否是必需的。
4.6.1 虚拟存储器的引入
2.局部性原理
早在1968年,Denning.P就曾指出:程序在执行时将呈
现出局部性规律,即在一较短的时间内,程序的执行仅局限
于某个部分;相应地,它所访问的存储空间也局限于某个区
域。他提出了下述几个论点:
(1) 程序执行时,除了少部分的转移和过程调用指令外,
在大多数情况下仍是顺序执行的。该论点也在后来的许多学
者对高级程序设计语言(如FORTRAN语言、PASCAL语言)及
C语言规律的研究中被证实。
4.6.1 虚拟存储器的引入
(2) 过程调用将会使程序的执行轨迹由一部分区域转至另
一部分区域,但经研究看出,过程调用的深度在大多数情况
下都不超过5。这就是说,程序将会在一段时间内都局限在这
些过程的范围内运行。
(3) 程序中存在许多循环结构,这些虽然只由少数指令构
成,但是它们将多次执行。
(4) 程序中还包括许多对数据结构的处理,如对数组进行
操作,它们往往都局限于很小的范围内。
4.6.1 虚拟存储器的引入
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