操作系统原理存储管理请求分页系统课件

操作系统原理存储管理请求分页系统课件目录contents操作系统原理概述存储管理请求分页系统请求分页系统的实现请求分页系统的性能分析01操作系统原理概述操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机硬件和应用程序的执行。操作系统提供了一系列基本功能，如进程管理、内存管理、文件管理和设备管理，以支持应用程序的运行和用户使用计算机。操作系统的定义和功能功能定义桌面操作系统、服务器操作系统、移动操作系统等。根据使用环境开源操作系统、闭源操作系统等。根据授权方式单用户操作系统、多用户操作系统等。根据架构操作系统的分类设备驱动程序操作系统中用于控制和管理外部设备的软件。文件系统操作系统中用于存储和管理数据和程序文件的机制。内存管理操作系统对计算机内存进行管理的机制，包括内存分配、回收和保护等。进程操作系统中一个重要的概念，表示一个程序的执行实例。线程进程中的一个执行单元，可以独立于其他线程执行。操作系统的基本概念02存储管理存储管理是操作系统中负责管理计算机系统中存储器资源的功能模块。概念提供对物理内存和虚拟内存的管理，包括内存分配、回收、保护、扩充等功能。功能存储管理的概念和功能固定分区将内存划分为若干个固定大小的分区，每个进程只能在其指定的分区中运行。动态分区根据进程的实际需要，动态地分配和回收内存分区的大小。虚拟内存通过将内存和外存结合使用，实现进程的地址空间扩展，提高内存利用率。内存管理方式内存分配与回收内存分配根据进程的需求，为其分配所需的内存空间。内存回收当进程结束或释放其占用的内存空间时，将其回收以供其他进程使用。内存保护机制通过设置界限寄存器和相应的硬件机制，确保每个进程只能访问其分配到的内存空间，防止非法访问。越界检查在进程访问内存时，系统会检查其访问地址是否越界，若越界则产生中断或异常。内存保护03请求分页系统01一种内存管理技术，用于实现虚拟内存。当程序运行时，它可以在有限的内存中访问到更大的程序空间。请求分页系统02程序被划分成固定大小的页面，每个页面称为一个页面帧。页面03当程序访问的页面不在内存中时，产生缺页中断，请求系统将所需页面调入内存。缺页中断请求分页系统的基本概念先进先出（FIFO）最早进入内存的页面最先被置换出去。最近最少使用（LRU）最长时间未被使用的页面最先被置换出去。最不经常使用（LFU）使用次数最少的页面最先被置换出去。最优置换算法（OPT）将来最长时间不会被访问的页面最先被置换出去。页面置换算法预先为每个进程分配一定数量的物理块，进程在整个运行期间保持不变。固定分配根据进程的实际需要，动态地为其分配物理块。当进程不再需要时，可以释放其占用的物理块。动态分配页面分配策略04请求分页系统的实现123负责地址转换，将虚拟地址转换为物理地址。内存管理单元（MMU）存储虚拟地址和物理地址之间的映射关系。页表当访问的页面不在内存中时，产生缺页中断，请求加载该页面。缺页中断硬件支持先进先出（FIFO）选择最早加载的页面进行置换。最近最少使用（LRU）选择最长时间未被使用的页面进行置换。最不经常使用（LFU）选择最不经常使用的页面进行置换。最佳置换算法（OPT）选择未来最长时间不会被访问的页面进行置换。页面置换算法的实现页面分配策略的实现固定分配动态分配按需分配根据进程的需求动态地为其分配物理页面。只在进程需要时才为其分配物理页面。预先为每个进程分配一定数量的物理页面。05请求分页系统的性能分析该算法将最早进入内存的页面最先置换出去，适用于访问局部性较差的情况。先进先出算法（FIFO）该算法将最近最少使用的页面置换出去，适用于访问局部性较好的情况。最近最少使用算法（LRU）该算法将最不经常使用的页面置换出去，适用于访问模式不明确的情况。最不经常使用算法（LFU）该算法将未来最长时间不会被访问的页面置换出去，适用于完全了解程序执行情况的情况。最佳置换算法（OPT）页面置换算法的性能分析固定分配策略预先分配一定数量的物理页面，适用于程序大小已知且不会动态增长的情况。动态分配策略根据需要动态地分配物理页面，适用于程序大小未知或会动态增长的情况。请求页面的分配策略当请求页面时，根据一定的算法决定是否分配物理页面，常用的算法有FIFO和LRU。页面分配策略的性能分析缺页中断率衡量页面置换算法性能的重要指标，缺页中断率越低，页面