颠簸(抖动):
在虚存中,页面在内存与外存之间频繁调度,以至于调度页面所需时间比进程实际运行的时间还多,此时系统效率急剧下降,甚至导致系统崩溃。这种现象称为颠簸或抖动 原因:
? 页面置换算法不合理
? 分配给进程的物理页面数太少
页式管理的优缺点:
优点: 1、实现了作业或进程的非连续存放,有效解决了碎片问题;
2、实现了内外存统一管理的虚存方式,用户可利用的存储空间大大增加; 缺点:
1、硬件开销加大(地址变换,缺页中断等);
2、增加了系统开销(缺页中断处理); 3、抖动现象;
4、每个作业或进程的最后一页总有一部分空间得不到利用。
局部性原理:
? 程序局部性原理
在一段时间内一个程序的执行往往呈现出高度的局部性,表现在时间与空间两方面
? 时间局部性
一条指令被执行了,则在不久的将来它可能再被执行
? 空间局部性
若某一存储单元被使用,则在一定时间内,与该存储单元相邻的单元可能被使用
段式存储管理:
基本思想
? 用户程序划分:
按程序自身的逻辑关系划分为若干个程序段,每个程序段都有一个段名,且有一个
段号。段号从0开始,每一段也从0开始编址,段内地址是连续的 ? 逻辑地址:
?
段号 段内地址 ?
? 内存划分
内存空间被动态的划分为若干个长度不相同的区域,称为物理段,每个物理段由
起始地址和长度确定
? 内存分配
以段为单位分配内存,每一个段在内存中占据连续空间(内存随机分割,需要多
少分配多少),但各段之间可以不连续存放
段式虚拟地址是二维的,包括(段号,段内地址)
例如:MOV 1,[B]|
将段名为B,段内地址为C的单元中的内容送往1号寄存器中; OS为每个段指定一个唯一的段号,段号与段号之间无顺序关系。
段式地址变换:
段表:
? 段表始址寄存器:
用于保存正在运行进程的段表的始址
? 段表长度寄存器:
用于保存正在运行进程的段表的长度
段式的优缺点:
优点: 1、实现了内、外存统一管理的虚拟存储; 2、段长可以动态增长; 3、便于信息的共享; 缺点:
1、更多的硬件开销;
2、出现碎片;
3、段长受内存可用区大小限制; 4、段的置换过程中出现抖动现象。 段式、页式的比较
1、段按程序逻辑结构划分,页按内、外存物理结构划分;
2、段的程序地址是二维的,页的程序地址是一维的; 3、段面向用户,页面向系统;
4、段长由用户决定,可能不相等;页长由系统决定,一定相等。
段页式存储管理:
在段式存储管理中结合分页式存储管理技术,在一个分段内划分页面,即形成段页式存储管理。具体而言,将程序按内容或过程(函数)关系分成段,每个分段有自己的段名,每个段再划分成若干大小相等的页;内存以与页相等的大小划分成若干块;用户程序的一页装入到内存的一块中,如此,一个段可以装入到若干个不连续的内存块中,段的大小不再受内存可用的限制了。
段页式地址空间:
段页式用户虚拟地址仍然是二维的,按段划分; 地址结构由段号、段内页号、页内偏移地址组成;
用户使用的仍然是段号和段内偏移地址,由地址变换机构 将段内偏移地址解释成页号和页内偏移地址。
存储管理中的快表是指联想存储器。
覆盖与交换的概念:
? 交换技术与覆盖技术的共同点
进程的程序和数据主要放在外存,当前需要执行的部分放在内存,内外存之间进
行信息交换
? 不同点:
如何控制交换
与覆盖技术相比,交换技术不要求用户给出程序段之间的逻辑覆盖结构 交换发生在进程或作业之间,而覆盖发生在同一进程或作业内。 覆盖只能覆盖那些与覆盖段无关的程序段
第六章 文件系统
文件的概念:
一组带标识的在逻辑上有完整意义的信息项的序列,这个标识为文件名 信息项:
构成文件内容的基本单位 长度:
单个字节,或多个字节
文件系统的概念:
操作系统中统一管理信息资源的一种软件,管理文件的存储、检索、更新,提供安
全可靠的共享和保护手段,并且方便用户使用!
文件的分类:
(1)按文件性质和用途分类
系统文件:
有关OS及有关系统所组成文件 用户文件:
库文件:
标准子程序及常用应用程序组成文件,允许用户使用但不能修改
(2)按信息保存期限分类
临时文件;永久文件;档案文件
(3)按文件的保护方式分类
只读文件;读写文件;可执行文件 (4)按文件的逻辑结构分类
流式文件;记录式文件 (5)按文件的物理结构分类
顺序(连续)文件;链接文件;索引文件
文件的逻辑结构:
是指从用户观点看到的文件组织形式 ! (1) 流式文件:
构成文件的基本单位是字符,文件是有逻辑意义的、无结构的一串字符的集合
文件:一个无结构字节序列 好处:提供很大的灵活性 (2) 记录文件:
文件是由若干个记录组成,每个记录有一个键,可按键进行查找。
记录式文件是有结构的文件
文件:一个固定长度记录的序列,每条记录有其内部结构
文件的存取方法:
1、 顺序存取:
最后一次存取总是在前一次存取的基础上进行,不必给出具体的存取位置; 2. 随机存取:
在请求对某个文件进行存取时要指出具体的存取位置(如记录号、字符序号等)。
文件的物理结构:
1..顺序结构:
文件的信息存放在若干连续的物理块中
优点:
? 简单
? 支持顺序存取和随机存取 ? 顺序存取速度快
? 所需的磁盘寻道次数和寻道时间最少 缺点:
? 文件不能动态增长
预留空间:浪费 重新分配和移动
? 不利于文件插入和删除 ? 外部碎片问题
存储压缩技术
2.链接结构:
一个文件的信息存放在若干不连续的物理块中,各块之间通过指针连接,前一个物
理块指向下一个物理块
优点:
? 提高了磁盘空间利用率,不存在外部碎片问题 ? 有利于文件插入和删除 ? 有利于文件动态扩充 缺点:
◆ 存取速度慢,不适于随机存取 ◆ 可靠性问题,如指针出错 ◆ 更多的寻道次数和寻道时间 ◆ 链接指针占用一定的空间
3.索引结构:
一个文件的信息存放在若干不连续物理块中,系统为每个文件建立一个专用数据结构--索引表,并将这些块的块号存放在一个索引表中
一个索引表就是磁盘块地址数组,其中第i个条目指向文件的第i块
优点:
保持了链接结构的优点,又解决了其缺点 即能顺序存取,又能随机存取
满足了文件动态增长、插入删除的要求 能充分利用外存空间 缺点:
– 较多的寻道次数和寻道时间 – 索引表本身带来了系统开销 – 如:内外存空间,存取时间
UNIX文件系统采用的是多级索引结构(综合模式)
? 每个文件的索引表为15个索引项,每项2个字节。最前面12项直接登记存放文件
信息的物理块号(直接寻址)
? 如果文件大于12块,则利用第13项指向一个物理块,该块中最多可放256个文件
物理块的块号(一次间接寻址)。对于更大的文件还可利用第14和第15项作为二次和三次间接寻址 ?