页面分配策略：固定与可变分配，局部与全局置换

"本节内容主要讨论了页面分配策略，包括预调页策略和请求调页策略，以及固定分配、可变分配、局部置换和全局置换等概念。页面分配策略关乎到进程在内存中的管理和效率，而置换策略则决定了如何处理缺页的情况。" 在操作系统中，为了优化内存使用和提高程序执行效率，通常采用不同的页面分配策略。预调页策略基于局部性原理，认为进程在一段时间内倾向于访问邻近的内存位置，因此一次性加载多个相邻页面往往比单个加载更有效。请求调页策略则是等到进程运行时发现缺页才调入所需页面，这种方法减少了内存的初始占用，但可能导致频繁的缺页中断。 页面分配策略分为固定分配和可变分配。固定分配策略为每个进程分配一组固定的物理块，并在运行期间保持不变，这限制了驻留集大小的调整，可能导致缺页率过高或资源浪费。而可变分配策略允许根据进程需求动态增减物理块，提高了灵活性，但需要维护空闲物理块队列并进行全局置换。 局部置换策略仅允许在进程自身的物理块中选择页面换出，以解决缺页问题。这种方法简单，但可能无法充分利用所有可用资源。相比之下，全局置换策略允许操作系统从任何进程的物理块中选择换出页面，增加了系统对资源的控制，但也可能导致进程间的冲突。 驻留集是请求分页存储管理中为进程分配的物理块集合，其大小直接影响进程执行的效率和系统的并发度。理想情况下，驻留集大小应该在保证进程正常运行的同时，尽可能减少缺页次数，以提高系统性能。如果驻留集过小，缺页频繁，系统会花费大量时间处理缺页，降低进程推进速度；如果过大，可能导致内存资源过度占用，影响并发执行的进程数量。 在实际应用中，操作系统会综合考虑进程大小、优先级等因素来决定进程的驻留集大小。固定分配与全局置换策略不能同时使用，因为全局置换必然涉及到物理块数量的改变，这与固定分配的定义相矛盾。而可变分配结合全局置换，可以在缺页时为进程提供额外的物理块，以减少缺页率，提高系统资源利用率。 总结来说，页面分配策略和置换策略是操作系统内存管理的关键组成部分，它们直接影响到系统的运行效率和资源利用率。选择合适的策略需要平衡进程的需求、内存资源和系统的整体性能。