操作系统-存储管理所有知识点整理复习
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页式存储组织
页式存储：将程序与内存划分为同样大小的块，以页为单位将程序调入内存、
如上图：页式存储管理将程序和内存都划分成了同样大小的块之后，就需要页表来记录他们的对应关系了
逻辑地址 = 页号 + 页内地址
物理地址 = 页帧号 + 页内地址
- 优点：利用率搞，碎片小，分配及管理简单
- 缺点：增加了系统开销（因为有额外的查表操作）；可能产生抖动现象
如何通过逻辑地址求物理地址
页号和页帧号是可以相等和不相等，
先找到逻辑地址的页内地址，直接就是物理地址的页内地址，然后查找页表，找到页号对应的页帧号。页帧号+页内地址就是物理地址
例题
解题过程：
- 由页面大小为4K，4k = 2^12 得页内地址为12位
- 逻辑地址高于12位的就是页号，所以页号是5，页内地址为A29
- 页号为5对应的页帧号是6，所以物理地址6A29H
- 页面的淘汰必然只能淘汰在内存里的，所以3，4不能被淘汰（没有页帧号），面因为刚刚被访问过的访问位是1，不能淘汰，所以只能选1
段式存储
段式存储是按照逻辑结构来划分，一个程序中我们会把main函数划分为一个段，它的第一个子函数可划分为一个端，第二个子函数也可划分为一个段，段的大小不要求 一致。
- 优点：多道程序共享内存，各程序修改互不影响
- 缺点：内存利用率低，内存碎片浪费大
段页式存储
段页式顾明思议，结合前两者的有点，先分段再分页存储
- 优点：空间浪费小，存储共享和保护容易
- 缺点：由于管理软件的增加，复杂度和开销也随之增加，需要硬件以及占用的内容也增加，速度下降
快表
快表是一块小容量的相连存储器（按内容存储），由高速缓冲器组成，速度快，并且可以从硬件上保证按内容并行查找，一般用来存放当前访问最频繁的活动页面的页号
页面置换算法
cache的内存块有限，当其所有块都被占用的时候，有新的进程是就要考虑到页面置换的问题
最优算法(opt)
理论上的淘汰算法，是在事情发生后，知道那个程序块访问最多，那个最少。算出了什么时间点要淘汰什么样的页面。
随机算法（RAND）
随机的淘汰一个；性能不稳定
先进先出算法（FIFO）
淘汰页面的时候，看这几个页面那个页面最先进入内存，淘汰最先进入的
先进先出有可能产生抖动（分配更多的资源，结果上看来还较差）
- 最上面一行代表我们要访问的页面的序列
- 第一列代表的是内存的页面，首先这三个页面都是空的
先看第一张图，先进入的4号页，内存没有，缺页，接下来访问3号页面，内存里面是空的。也缺页，接下来2号页面同理缺页。接下来1号页面尤为前面访问的4，3,2也缺页，顶替最先进来的4…这样缺页9次。增加一个页面后下面那张缺页了10次，说明FIFO抖动
最近最少使用算法（LRU）
刚刚被访问过的是不会被淘汰（置换）的，不会产生抖动
例题：看出LRU与FIFO的区别
当6个页面进来的时候FIFO算法淘汰的是（0 1 2）3个页面中最先进来的0，而LRU则不会淘汰刚刚被访问的0，淘汰的是最远被访问的1
经典例题
解题过程：
- 没有使用快表，说明每访问一次内存需要查一下表，才能读取响应的块，所以每一个块需要两次内存的访问。6个人页面，访问12次内存
- 约定俗成：操作数产生一次缺页中断，指令产生1次缺页中断，所以5次 （这里 看视频时我也是强行记忆，还没搞懂，搞懂后会详细解释）
磁盘管理
磁盘是有磁头的，没画出来。磁道和扇区。匀速旋转。每一个磁道上面存放的内容。
存取时间 = 寻到时间 + 等待时间
- 寻到时间是指磁头移动到扇区所需要的时间
- 等待时间为等待读写的扇区转到磁头下方所用的时间
磁盘的调度算法
先来先服务(FCFS)
那个作业先来先执行那个作业
最短寻道时间优先(SSTF)
找距离磁头最近的一个道
扫描算法(SCAN)
又称为电梯算法，磁盘一直转，碰到就处理，不管他什么时候来
循环扫描算法(CSCAN)
在扫描算法的基础上只扫描一边
例题
读取磁盘数据的时间包括
- 找磁道的时间
- 找块（扇区）的时间，即旋转延迟的时间
- 传输时间