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编辑人: 浅唱

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操作系统备考之虚拟存储器全解析

在软件设计师的备考当中,操作系统的虚拟存储器是一个重要的知识点。

一、虚拟内存的实现原理
1. 请求分页
- 知识点内容:请求分页存储管理是一种离散分配的存储方式。它把进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的页,而内存空间则分成与页大小相等的物理块。在进程运行过程中,当要访问的页面不在内存时就产生缺页中断,然后操作系统负责将该页调入内存。
- 学习方法:可以通过画图的方式来理解,比如画一个进程的逻辑地址空间页面分布,再画出内存中的物理块布局,直观地看到页面调入调出的过程。同时,要多做一些相关的练习题,比如计算给定逻辑地址对应的物理地址这种类型的题目。
2. 请求分段
- 知识点内容:请求分段存储管理是把进程的逻辑地址空间划分成若干个段,每个段都有自己的段号、段长等信息。当要访问的段不在内存时产生缺段中断,然后操作系统将所需的段调入内存。
- 学习方法:理解段的概念与页的区别是很关键的。可以对比着学习,从划分依据、地址结构等方面进行比较。阅读一些实际的操作系统案例,看看请求分段是如何在实际场景中应用的。

二、页面置换算法
1. OPT(最佳置换算法)
- 知识点内容:OPT算法的思想是选择以后永不使用的或者在最长时间内不再被访问的页面予以淘汰。这是一种理想情况下的算法,因为它需要预知未来的页面访问序列。
- 学习方法:重点在于理解其原理,通过分析一些简单的页面访问序列示例来掌握该算法的置换选择。比如对于序列[1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5],按照OPT算法逐步分析哪些页面会被置换出去。
2. FIFO(先进先出算法)
- 知识点内容:FIFO算法按照页面进入内存的先后顺序来进行置换,先进入内存的页面先被置换出去。
- 学习方法:可以通过构建一个队列模型来理解,在内存中维护一个页面队列,当需要置换时,队首的页面被换出。同样结合具体的页面访问序列进行练习。
3. LRU(最近最少使用算法)
- 知识点内容:LRU算法基于这样一个思想,最近一段时间内最久未被使用的页面将来最有可能被使用,所以选择最久未被使用的页面进行置换。
- 学习方法:可以使用计数器或者栈等数据结构来模拟LRU算法的执行过程。对于给定的页面访问序列,按照LRU的规则进行页面置换操作练习。

三、虚拟内存对程序运行的影响
- 知识点内容:虚拟内存可以提高内存的利用率,使得多个进程可以同时运行,即使物理内存有限。但是它也会带来一些性能开销,比如缺页中断的处理会消耗一定的时间。
- 学习方法:从实际的系统运行场景出发,考虑如果没有虚拟内存系统会怎样,再对比有了虚拟内存后的情况。分析一些性能测试数据,了解虚拟内存在不同负载情况下对程序运行速度等方面的影响。

总之,在备考操作系统的虚拟存储器这一知识点时,要深入理解各个概念的原理,多做练习题,并且结合实际的应用场景来加深记忆和掌握。

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创作类型:
原创

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