計(jì)組全部課件3第三章3 7虛擬存儲(chǔ)器

虛擬存儲(chǔ)器和Cache的比較Cache和主存交換數(shù)據(jù)的頻率比較高，而虛存和主存交換數(shù)據(jù)的頻率比較低。Cache是提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的訪問(wèn)速度，它的所有功能都是用硬件實(shí)現(xiàn)。虛存解決的是存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量，它的所有功能是有操作系統(tǒng)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。Cache塊的大小是固定的，每塊的容量也比較小。虛存每次交換的量比較大。輔助硬件主存MSCache外存CPUcache程序進(jìn)行虛地址到實(shí)地址轉(zhuǎn)換的過(guò)程稱為程序的再定位(虛地址)(實(shí)地址)虛實(shí)地址的變換過(guò)程（段式）虛實(shí)地址的變換過(guò)程（頁(yè)式）虛實(shí)地址的變換過(guò)程（段頁(yè)式）轉(zhuǎn)換后援緩沖器(TLB)/快表由于頁(yè)表通常在主存中，因而即使邏輯頁(yè)已經(jīng)在主存中，也至少要訪問(wèn)兩次物理存儲(chǔ)器才能實(shí)現(xiàn)一次訪存，這將使虛擬存儲(chǔ)器的存取時(shí)間加倍。為了避免對(duì)主存訪問(wèn)次數(shù)的增多，可以對(duì)頁(yè)表本身實(shí)行二級(jí)緩存，把頁(yè)表中的最活躍的部分存放在高速存儲(chǔ)器中，組成快表。這個(gè)專用于頁(yè)表緩存的高速存儲(chǔ)部件通常稱為轉(zhuǎn)換后援緩沖器(TLB)。保存在主存中的完整頁(yè)表則稱為慢表。轉(zhuǎn)換后援緩沖器(TLB)/快表常用的頁(yè)面替換算法（1）先進(jìn)先出算法(FIFO）（First

InputFirstOutput）,又稱輪轉(zhuǎn)法（RR）：先進(jìn)入內(nèi)存的頁(yè)面先替換。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：常用的也會(huì)被淘汰。循環(huán)檢測(cè)法：讓循環(huán)多的頁(yè)面留在內(nèi)存。記錄對(duì)頁(yè)面的訪問(wèn)時(shí)間間隔。淘汰時(shí)間間隔大的頁(yè)面。優(yōu)點(diǎn)：適合循環(huán)多的大程序。缺點(diǎn)：費(fèi)時(shí)、費(fèi)空間。常用的頁(yè)面替換算法（2）最近最少使用頁(yè)面先淘汰（LRU）（Least

Recently

Used）：淘汰最近一段時(shí)間最久沒(méi)訪問(wèn)的頁(yè)面。系統(tǒng)開(kāi)銷小。最不經(jīng)常使用的頁(yè)面先淘汰（LFU）（LeastFrequentUsed）：淘汰最近一段時(shí)間訪問(wèn)次數(shù)最少的頁(yè)面。對(duì)每一頁(yè)設(shè)訪問(wèn)計(jì)數(shù)器。常用的頁(yè)面替換算法（3）最近沒(méi)有使用頁(yè)面先替換（NUR）：設(shè)訪問(wèn)位。選訪問(wèn)位為零的頁(yè)面進(jìn)行淘汰。最優(yōu)替換算法（OPT）：是理想算法。系統(tǒng)預(yù)測(cè)作業(yè)將要訪問(wèn)的頁(yè)面。替換預(yù)測(cè)不被訪問(wèn)或長(zhǎng)時(shí)間后才被訪問(wèn)中的頁(yè)面。隨機(jī)數(shù)替換頁(yè)面算法：無(wú)法確定哪些被訪問(wèn)頁(yè)最可能不使用時(shí)，隨機(jī)替換一頁(yè)。例：設(shè)某虛存有如下快表放在相聯(lián)存儲(chǔ)器中，其容量為

8個(gè)存儲(chǔ)單元，問(wèn)：按如下三個(gè)虛擬地址訪問(wèn)主存，主存的實(shí)際地址碼是多少？（設(shè)地址均為16進(jìn)制）段號(hào)本段在主存起始地址3342000253800079600066000044000015800005500003070000段號(hào)段內(nèi)地址11503242701