操作系统课件第3章：页面淘汰与虚拟存储抖动

在操作系统课程的第三章中，主要讨论了内存管理的关键概念和技术，其中包括页面淘汰算法。当系统面临内存空间已满且无法分配新的内存块给请求的进程时，会触发页面淘汰过程。这种淘汰是与缺页中断紧密相关的，因为只有当内存不足时，才会导致进程请求被替换出的页面。如果系统频繁进行页面的进出操作，导致程序执行效率降低，出现所谓的"抖动"现象，这是由于选择不当的页面或段进行淘汰所造成的。 页面淘汰算法是虚拟存储管理技术中的关键部分，其目的是尽可能地减少内存的使用冲突。请求分页系统的基本原理涉及将用户程序划分为多个独立的页面，每个页面对应内存中的一个存储区域。当一个进程需要新的页面时，操作系统可能会从内存中选择一个不再需要的页面（称为淘汰）并将其释放到外存，然后将新页面加载到内存。 地址重定位是这一过程中不可或缺的部分，它将用户程序中的相对地址转换为内存的物理地址，以便正确执行指令。程序的逻辑地址（如相对地址或虚地址）是在编译和链接阶段使用的，而物理地址（也称为绝对地址或实地址）则是直接用于内存访问的。为了克服内存空间的限制，逻辑地址会被映射到物理地址上，通过地址映射机制实现虚拟内存的概念。 在分页和分段存储管理方式中，系统使用不同的策略来组织和管理内存。固定分区存储管理则是一种简单的内存分配方法，而动态分区分配方式则能更灵活地响应进程的内存需求变化。虚拟存储管理技术在此基础上，通过页面置换算法优化内存使用，比如最常用的是LRU（最近最少使用）算法，它倾向于淘汰最近最长时间未被访问的页面，以期提高系统的整体性能。 第三章的内容深入探讨了内存管理中的核心概念，包括页面淘汰算法、地址重定位、内存分配策略以及虚拟存储的实现机制，这些都是确保高效、稳定运行多任务操作系统的关键组成部分。理解这些概念有助于深入剖析操作系统的工作原理，并能有效地应对现代计算机系统中的内存挑战。