工作集模型与页面尺寸对虚拟存储器的影响

"这篇文档是《工作集模型-频谱监测手册》的一部分，主要讨论了计算机操作系统的内存管理和工作集模型。文中提到了不同计算机系统选择的页面尺寸，例如Atlas的512字，IBM370的2048或4096字节，以及现代处理器如Pentium和MIPS R4000的页面尺寸选择。页面尺寸由CPU中的MMU决定，并可通过操作系统设置。此外，文档介绍了工作集模型，这是由P.J.Denning在1968年提出的，用于优化虚拟存储器设计。工作集指的是进程中在一段时间内需要访问的最少页面数，它反映了程序执行的局部性原则。随着程序执行，工作集会经历过渡期，页面数会有波动。这个模型旨在平衡主存中的作业数量，防止频繁的页面调入/调出导致系统抖动。" 详细知识点： 1. 页面尺寸：在计算机内存管理中，页面尺寸是分页存储系统的一个关键参数。不同的系统选择不同的页面大小，如Atlas的512字（每字48位），IBM370的2048或4096字节，VAX的512字节，以及Pentium和MIPS R4000的4096字节或更大的页面。页面尺寸的选择受到硬件限制，特别是CPU中的内存管理单元（MMU）的影响。操作系统通过改变MMU的设置来适应不同大小的页面。 2. 工作集模型：由P.J.Denning提出的概念，是用于理解和优化虚拟存储器系统的一种方法。工作集是保证进程连续执行所需的最小页面集合。有两种常见的解释：一是指在特定时刻进程需要在内存中的最少页面数；二是预测未来一段时间内进程将访问的页面集合。工作集的概念基于程序执行的局部性原理，即程序通常在一段时间内集中访问少数页面。 3. 局部性原理：这是计算机科学中的一个重要原则，指出程序在执行时倾向于在时间和空间上集中访问数据。这包括时间局部性（最近被访问的项很可能再次被访问）和空间局部性（一旦访问了一个位置的数据，其附近的数据很可能也会被访问）。 4. 操作系统设计与实现：提到的《操作系统教程》（第三版）强调了教材应当反映操作系统的经典内容，同时包括最新的技术发展。该书结合了理论与实践，以Windows 2000/XP和UNIX类操作系统为例，帮助学生理解和掌握操作系统设计的核心。 5. 操作系统的教学与实践：操作系统课程是计算机科学教育的基础，其教材应反映最新的研究成果和技术进展。《操作系统教程》（第三版）试图平衡基础概念与现代操作系统技术，将理论与实例相结合，帮助学生深入理解操作系统的全貌。 本文档和相关的教材都提供了关于计算机操作系统内存管理和工作集模型的深入理解，对于学习和教授操作系统原理具有重要意义。