操作系统中的存储管理：预防抖动与虚拟存储

"预防抖动的方法-操作系统课件_存储器管理" 在操作系统中，存储器管理是一个关键的组成部分，其主要目标是有效地利用有限的内存资源，为用户提供足够的存储空间，并确保系统的稳定运行。本资源主要关注的是预防内存管理中的“抖动”现象以及分段虚拟存储管理。 抖动，又称颠簸，是指进程频繁地在内存和外存之间移动，由于频繁的页面调度导致系统性能急剧下降。以下是一些预防抖动的方法： 1. **采用局部置换策略**：这种方法基于最近最少使用（LRU）或者最不经常使用（LFU）原则，优先替换那些近期不活跃的页面，减少因频繁访问同一页面而引起的无效页面交换。 2. **利用工作集算法**：工作集是进程中在一段时间内被访问到的页面集合。如果一个进程的工作集超过了当前可用的内存，那么将该进程挂起，优先满足其他进程的需求，从而避免因页面频繁换入换出导致的抖动。 3. **利用“L=S”准则调节缺页率**：“L”代表内存大小，“S”代表页面大小。通过调整内存和页面大小的比例，可以有效控制缺页率，降低抖动发生的概率。 4. **挂起某些进程**：当内存资源紧张时，操作系统可以选择暂时挂起某些进程，待内存资源充足时再恢复执行，以此减轻内存压力，防止抖动。 接下来，我们转向分段虚拟存储管理： 分段存储管理是将程序逻辑结构划分为相互独立的段，每个段有自己的名字，便于程序模块化和数据的共享。在分段虚拟存储管理中： - **基本原理**：程序运行前，无需加载所有段，仅加载必要的部分即可开始执行。如果访问的段不在内存中，系统会执行缺段处理，将所需段调入内存。 - **段表**：每个进程有一个段表，包含段名、段长、段的基址、存取方式、访问位、修改位、存在位、增补位和外存地址。这些信息用于地址转换和权限控制，确保正确地访问和管理各个段。 - **地址转换**：逻辑地址（相对地址）通过段表转换为物理地址（绝对地址），使得程序可以访问到正确的内存位置。 在更广泛的存储器管理中，还包括连续存储管理、覆盖技术、交换技术、分页存储管理、段页式存储管理等。其中，地址转换是核心任务之一，内存的分配和回收、地址保护、内存共享以及内存扩充都是存储管理的重要任务，这些机制共同保证了操作系统能够高效、安全地使用存储资源。 有效的存储管理是操作系统高效运行的基础，预防抖动的方法和分段虚拟存储管理策略是实现这一目标的关键手段。理解并掌握这些知识对于深入理解操作系统的工作原理至关重要。