8. Linux 内核中的内存管理有哪些常用的算法?

时间: 2023-12-10 07:05:12 浏览: 116
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Linux的内存管理机制

在Linux内核中,有多种常用的内存管理算法,用于有效地管理系统内存资源。以下是一些常见的内存管理算法: 1. 分页(Paging):分页是一种将物理内存划分成固定大小的页面,将进程的虚拟地址空间映射到物理内存的算法。通过分页,操作系统可以将进程的虚拟地址空间分割成多个页面,并将这些页面映射到物理内存上。 2. 页表(Page Table):页表是一种数据结构,用于记录虚拟地址和物理地址之间的映射关系。当进程访问虚拟地址时,操作系统会通过页表查找对应的物理地址。 3. 页面置换(Page Replacement):页面置换算法用于在物理内存不足时选择合适的页面进行置换。常见的页面置换算法包括最佳置换算法(OPT)、先进先出算法(FIFO)、最近最久未使用算法(LRU)等。 4. 内存回收(Memory Reclamation):内存回收算法用于释放不再使用的内存页面,以便重新分配给其他进程使用。常见的内存回收算法包括垃圾回收和页面回收。 5. 内存碎片整理(Memory Fragmentation):内存碎片整理算法用于解决内存碎片问题,将多个小内存块整理成连续的大内存块,以提高内存利用率。 6. 交换(Swapping):交换是一种将进程的部分或全部数据从内存移到磁盘上的操作。当系统内存不足时,操作系统可以将一部分进程数据交换到磁盘上,以释放物理内存。 这些算法在Linux内核中被广泛应用于内存管理,以提供高效的内存分配和管理机制。具体选择哪种算法取决于系统的需求和性能要求。
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2.设计一个虚拟存储区和内存工作区,并使用下述算法计算访问命中率。 1) 最佳置换算法(Optimal) 2) 先进先出法(Fisrt In First Out) 3) 最近最久未使用(Least Recently Used) 4) 最不经常使用法(Least Frequently Used) 5) 最近未使用法(No Used Recently) 其中,命中率=1-页面失效次数/页地址流长度。 试对上述算法的性能加以较各:页面个数和命中率间的关系;同样情况下的命中率比较。 实验准备 本实验中主要的流程:首先用srand( )和rand( )函数定义和产生指令序列,然后将指令序列变换成相应的页地址流,并针对不同的算法计算出相应的命中率。 实验可先从一个具体的例子出发。 (1)通过随机数产生一个指令序列,共2048条指令。指令的地址按下述原则生成: A:50%的指令是顺序执行的 B:25%的指令是均匀分布在前地址部分 C:25%的指令是均匀分布在后地址部分 具体的实施方法是: A:在[0,1023]的指令地址之间随机选取一起点m B:顺序执行一条指令,即执行地址为m+1的指令 C:在前地址[0,m+1]中随机选取一条指令并执行,该指令的地址为m’ D:顺序执行一条指令,其地址为m’+1 E:在后地址[m’+2,2047]中随机选取一条指令并执行 F:重复步骤A-E,直到2048次指令 (2)将指令序列变换为页地址流 设:页面大小为4K; 用户内存容量4页到32页; 用户虚存容量为32K。 在用户虚存中,按每K存放64条指令排列虚存地址,即2048条指令在虚存中的存放方式为: 第 0 条-第 63 条指令为第0页(对应虚存地址为[0,63]) 第64条-第127条指令为第1页(对应虚存地址为[64,127]) ……………………………… 第1984条-第2047条指令为第31页(对应虚存地址为[1984,2047]) 按以上方式,用户指令可组成32页。

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