計算機作業系統總結

2022-03-14 06:03:07 字數 1814 閱讀 7103

排程方式

排程方式有分頁式、分段式、段頁式3種。頁式排程是將邏輯和實體地址空間都分成固定大小的頁。主存按頁順序編號,而每個獨立編址的程式空間有自己的頁號順序,通過排程輔存中程式的各頁可以離散裝入主存中不同的頁面位置,並可據表一一對應檢索。

頁式排程的優點是頁內零頭小,頁表對程式設計師來說是透明的,位址變換快,調入操作簡單;缺點是各頁不是程式的獨立模組,不便於實現程式和資料的保護。段式排程是按程式的邏輯結構劃分位址空間,段的長度是隨意的,並且允許伸長,它的優點是消除了記憶體零頭,易於實現儲存保護,便於程式動態裝配;缺點是調入操作複雜。將這兩種方法結合起來便構成段頁式排程。

在段頁式排程中把物理空間分成頁,程式按模組分段,每個段再分成與物理空間頁同樣小的頁面。段頁式排程綜合了段式和頁式的優點。其缺點是增加了硬體成本,軟體也較複雜。

大型通用計算機系統多數採用段頁式排程。

頁式排程

頁式虛擬儲存系統中,虛位址空間被分成等長大小的頁,稱為邏輯頁;主存空間也被分成同樣大小的頁,稱為物理頁。相應地,虛位址分為兩個字段:高字段為邏輯頁號,低字段為頁內位址(偏移量);實存位址也分兩個字段:

高字段為物理頁號,低字段為頁內位址。通過頁表可以把虛位址(邏輯位址)轉換成實體地址。 在大多數系統中,每個程序對應乙個頁表。

頁表中對應每乙個虛存頁面。有乙個表項,表項的內容包含該虛存頁面所在的主存頁面的位址(物理頁號),以及指示該邏輯頁是否已調入主存的有效位。位址變換時,用邏輯頁號作為頁表內的偏移位址索引頁表(將虛頁號看作頁表陣列下標)並找到相應物理頁號,用物理頁號作為實存位址的高欄位,再與虛位址的頁內偏移量拼接,就構成完整的實體地址。

現代的**處理機通常有專門的硬體支援位址變換。

段式排程

段是按照程式的自然分界劃分的長度可以動態改變的區域。通常,程式設計師把子程式、運算元和常數等不同型別的資料劃分到不同的段中,並且每個程式可以有多個相同型別的段。在段式虛擬儲存系統中,虛位址由段號和段內位址(偏移量)組成。

虛位址到實主存位址的變換通過段表實現 。每個程式設定乙個段表,段表的每乙個表項對應乙個段。段式虛擬儲存器有許多優點:

①段的邏輯獨立性使其易於編譯、管理、修改和保護,也便於多道程式共享。 ②段長可以根據需要動態改變,允許自由排程,以便有效利用主存空間。 段式虛擬儲存器也有一些缺點:

①因為段的長度不固定,主存空間分配比較麻煩。 ②容易在段間留下許多外碎片,造成儲存空間利用率降低。 ③由於段長不一定是2的整數次冪,因而不能簡單地像分頁方式那樣用虛位址和實位址的最低若干二進位制位作為段內偏移量,並與段號進行直接拼接,必須用加法操作通過段起址與段內偏移量的求和運算求得實體地址。

因此,段式儲存管理比頁式儲存管理方式需要更多的硬體支援。

段頁式排程

段頁式虛擬儲存器是段式虛擬儲存器和頁式虛擬儲存器的結合。實存被等分成頁。每個程式則先按邏輯結構分段,每段再按照實存的頁大小分頁,程式按頁進行調入和調出操作,但可按段進行程式設計、保護和共享。

它把程式按邏輯單位分段以後,再把每段分成固定大小的頁。程式對主存的調入調出是按頁面進行的,但它又可以按段實現共享和保護,兼備頁式和段式的優點。缺點是在映象過程中需要多次查表。

在段頁式虛擬儲存系統中,每道程式是通過乙個段表和一組頁表來進行定位的。段表中的每個表目對應乙個段,每個表目有乙個指向該段的頁表起始位址及該段的控制保護資訊。由頁表指明該段各頁在主存中的位置以及是否已裝入、已修改等狀態資訊。

如果有多個使用者在機器上執行,多道程式的每一道需要乙個基號,由它指明該道程式的段表起始位址。

虛擬記憶體的訪問

如果是,則進行位址轉換並用實位址訪問主存;否則,按照某種演算法將輔存中的部分程式排程進記憶體,再按同樣的方法訪問主存。由此可見,每個程式的虛位址空間可以遠大於實位址空間,也可以遠小於實位址空間。前一種情況以提高儲存容量為目的,後一種情況則以位址變換為目的。

計算機作業系統

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計算機作業系統總結 2

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