操作系统第四章作业讲解：虚拟存储器和存储管理策略

操作系统第四章作业讲解 **虚拟存储器和整体对换** 在操作系统中，虚拟存储器是一种存储器系统，它能够从逻辑上扩充内存空间，以便能够运行大程序。虚拟存储器的实现必须建立在离散分配的基础上，它具有请求调入功能和置换功能。与之不同，整体对换是一种将暂时不用的程序及其数据换出至外存的机制，以腾出足够的内存空间以装入在外存中的、具备运行条件的进程所对应的程序和数据。虽然整体对换和虚拟存储器均能从逻辑上扩充内存空间，但整体对换不具备离散性。实际上，在具有整体对换功能的系统中，进程的大小仍受到实际内存容量的限制。 **页式存储管理策略** 在页式存储管理策略中，每个进程的逻辑地址空间被分成固定大小的页，每页的大小可以是2KB、4KB等。逻辑地址由页号和页内地址组成。页表是实现页式存储管理策略的关键数据结构，它记录了每个页在物理存储器中的位置。页表项的长度取决于物理存储器的大小。 **多层分页策略** 多层分页策略是一种将用户地址空间映射到物理存储器的机制。它将用户地址空间分成多个层次，每个层次对应一个页表。每个页表项记录了下一层次的页表的位置。多层分页策略可以减少页表的大小，但增加了地址转换的时间。 **逻辑地址格式** 在页式存储管理策略中，逻辑地址的格式取决于逻辑空间的大小和页的大小。例如，如果逻辑空间有32页，每页为2KB，那么逻辑地址的格式可以是页号（5位）+ 页内地址（11位）。 **页表结构** 页表结构取决于物理存储器的大小和逻辑空间的大小。如果物理存储器减少一半，页表结构需要相应地改变。例如，如果物理存储器减少一半，每个页表项的长度可以减少1位。 **分页策略的选择** 在选择分页策略时，需要考虑到用户地址空间的大小、物理存储器的大小和页的大小。如果限定最高层页表只占1页，那么可以采用多层分页策略映射用户地址空间。 **逻辑地址的转换** 逻辑地址的转换是操作系统中的一种重要机制。例如，在页式存储管理策略中，逻辑地址可以被转换成物理地址。逻辑地址的转换需要使用页表来确定每个页在物理存储器中的位置。