高陵县建设局网站,公司管理类培训,网站平台结构,农村服务建设有限公司网站一、 存储系统的“金字塔”层次结构设计原理#xff1a;cpu自身运算速度很快。内存、外存的访问速度受到限制各层次存储器的特点#xff1a;1#xff09;主存储器#xff08;主存/内存/可执行存储器#xff09;保存进程运行时的程序和数据#xff0c;内存的访问速度远低于…一、 存储系统的“金字塔”层次结构设计原理cpu自身运算速度很快。内存、外存的访问速度受到限制各层次存储器的特点1主存储器主存/内存/可执行存储器保存进程运行时的程序和数据内存的访问速度远低于cpu执行指令的速度。2寄存器cpu内部一些小型存储区域暂时存放参与运算的指令、数据和运算结果等。寄存器与处理机相同速度完全与cpu协调工作容量不大。3高速缓存介于寄存器和内存之间主要用于备份内存中较常用的数据减少处理机对内存的访问次数。容量远大于寄存器比内存小两个到三个数量级。为了缓和内存与处理机速度之间的矛盾。4磁盘缓存缓和磁盘的I/O速度远低于内存的访问速度主要用于暂时存放频繁使用的一部分磁盘数据减少访问磁盘的次数。本身不实际存在利用内存中的部分存储空间暂时存放从磁盘中读出写入的信息。结构的优点二、 装入、链接 装入1绝对装入单道程序环境。编译后产生绝对地址的目标代码。逻辑地址与实际地址完全相同。2可重定位装入根据内存的具体情况将装入模块装入内存的适当位置。所有逻辑地址与实际装入内存的物理地址不同。把装入时对目标程序中指令和数据的逻辑地址变换为物理地址称为重定位。不允许程序运行时在内存中移动位置。3动态运行时装入一个进程可能被多次换出、换入换入后位置通常不同。在装入模块装入内存后不会立即把装入模块中的相对地址变换为绝对地址程序真正要执行时才进行地址变换。“动态重定位”链接 静态链接 在程序运行之前将各目标模块及所需库函数链接成一个完整的装配模块不再拆开。装配成一个装入模块时①修改相对地址②变换外部调用符号装入时动态链接将用户源程序编译后所得一组目标模块边装入边链接。优点①便于修改和更新②便于实现对目标模块的共享运行时动态链接 在执行过程中发现一个“被调用模块”还未被装入内存时立即由os找到该模块装入内存并链接到装入模块。 三、 动态分区分配算法论述分析、计算 首次适应算法空闲分区链从链首开始顺序查找大小满足就划分。保留了高址部分的大空闲分区低址部分不断被划分留下很多碎片。循环首次适应算法从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找直至找到。若链尾空闲分区的大小不满足要求应返回第一个空闲分区比较大小。减少了查找空闲分区时的开销使大的空闲分区较缺乏。最佳适应算法将所有的空闲分区按容量以从小到大的顺序排好第一次找到能满足要求的空闲分区即是最佳。存储器中会留下许多难以利用的碎片。最坏适应算法 将空闲分区从大到小排好挑选最大的空闲区缺乏大的空闲分区。产生碎片概率小查找效率很高。四、 重定位、对换 五、 分页存储 综合应用 系统为每个进程建立一个页表给出“逻辑页号”和具体“内存块号”的对应关系实现从页号到物理块号的地址映射。设置页表始址寄存器、页表长度寄存器优点实现简单、易于共享、内碎片小、不存在外碎片-----改进多级页表缺点页表长度过大、程序运行中不是所有页面都要装入内存 多级页表页表也进行分页内存仅存放当前使用的页表不用的放在磁盘上。为小页表建一张页目录表。逻辑地址页目录、页表页、位移。内存有效访问时间EAT2t引入快表后EATa×λ1-a×tλtt一次内存访问时间 λ查找快表所需时间 a命中率六、 段式存储 段表寄存器段表起始地址、段表长度 七、 分段和分页区别 同都采用离散分配方式都通过地址映射机构实现地址变换异①页是信息的物理单位。分页是系统管理的需要对用户不可见。段是信息的逻辑单位。通常包含一组意义相对完整的信息。②页的大小固定由系统决定。段的长度不固定取决于用户所编写的程序。③分页的用户程序地址空间是一样的用户程序地址属于单一的线性地址空间。分段是用户的行为分段系统中用户程序的地址空间是二维的标志一个地址时需给出段名段内地址。 八、 虚拟存储 定义当进程运行时先将一部分程序装入内存另一部分暂时留在外存当要执行的指令不在内存时由系统自动完成将它们从外存调入内存工作。页表与分页对比缺页中断需要访问的页面不在内存中产生缺页中断。os接到信号后根据页表中给出的外存地址将该页调入内存。内存中有空闲块则直接分配一页修改页表。内存中没有空闲块淘汰某页若被修改过则写回外存。 页面淘汰算法①最佳页面置换算法OPT将以后永不使用或(未来最长时间内不会被访问的页面淘汰。保证最低缺页率。②先进先出FIFO淘汰在内存中驻留时间最长的页面。③最近最久未使用LRU淘汰最后一次访问时间距离当前时间最长的一页。需要记录各个页的最后使用时间。④最少使用LFU淘汰最近一段时间未使用过的一页。 缺页率缺页中断次数/总页面访问次数抖动、工作集抖动进程频繁的将页面换进和换出进程未获得足够的物理页面缺页率非常高导致较低的cpu利用率。工作集某段时间内进程访问的页面集合
