請求分頁儲存管理方式

-----請求分頁系統是建立在基本分頁的基礎上的，為了能支援虛擬儲存器功能而增加了請求調頁功能和頁面置換功能。

相應地，每次調入和換出的基本單位都是長度固定的頁面，這使得請求分頁系統在實現上要比請求分段系統簡單（請求分段系統在換進和

換出時是

可變長度的段

）。因此，請求分頁便成為目前最常用的一種實現虛擬儲存器的方式。

請求分頁中的硬體支援 --20160621 16:15

-- 為了實現請求分頁，系統必須提供一定的硬體支援。除了需要一台具有一定容量的記憶體及外存的計算機系統外，還需要有頁表機制、

缺頁中斷機構以及

位址變換機構。

1）頁表機制

在請求分頁系統中所需要的主要資料結構是頁表。其基本作用仍然是將使用者空間中的邏輯位址變換為記憶體空間中的實體地址。

由於只將應用程式的

一部分調入記憶體，還有一部分仍在盤上，故需在

頁表中再增加若干項

，供程式（資料）在

換進、換出

時參考。

在請求分頁系統中的每個頁表項如下所示：

各字段的說明如下：

---- 狀態位p：用於指示該頁是否已調入記憶體，供程式訪問時參考。

---- 訪問欄位a：用於記錄本頁在一段時間內被訪問的次數，或記錄本頁最近已有多長時間未被訪問，供選擇換出頁面時參考。

---- 修改位m：表示該頁在調入記憶體後是否被修改過。供置換頁面時參考。

由於記憶體中的每一頁都在外存上有乙份副本，因此，若未被修改，在置換該頁時就不需要將該頁寫回到外存上，以減少系統的開銷和

啟動磁碟的次數；若

已被修改

，則必須將該頁

重寫到外存上，以保證外存中所保留的始終是最新副本。

---- 外存位址：用於指出該頁在外存上的位址，通常是物理塊號，供調入該頁時參考。

2）缺頁中斷機構

-- 在請求分頁系統中，每當所要訪問的頁面不在記憶體中時，便產生一次缺頁中斷，請求os將所缺之頁調入記憶體。

-- 缺頁中斷作為中斷，同樣需要經歷諸如保護cpu現場、分析中斷原因、轉入缺頁中斷處理程式進行處理、恢復cpu現場等幾個步驟。

-- 但缺頁中斷又是一種特殊的中斷，它與一般的中斷相比，有著明顯的區別，主要表現在下面兩個方面：

----在指令執行期間產生和處理中斷訊號。通常，cpu都是在一條指令執行完成後，才檢查是否有中斷請求到達。若有，便去響應，否則，繼續

執行下一條指令。然而，缺頁中斷是在指令執行期間，發現所要訪問的指令或資料不在記憶體時所產生和處理的。

----一條指令在執行期間，可能產生多次缺頁中斷。所以，系統中的硬體機構應能儲存多次中斷時的狀態，並保證最後能返回到中斷前產生缺頁

中斷的指令處繼續執行。

3）位址變換機構

-- 請求分頁系統中的位址變換機構，是在分頁系統位址變換機構的基礎上，為實現虛擬儲存器而增加了某些功能而形成的，

如產生和處理缺頁中斷

，以及從記憶體中換出一頁

的功能等等。

---- 在進行位址變換時，首先去檢索快表

，試圖從中找出所要訪問的頁。若找到，便修改頁表項中的訪問位。對於寫指令，還需將修改位置成「1」，

然後利用頁表項中給出的物理塊號和頁內位址形成

實體地址。位址變換過程到此結束。

---- 如果在快表中未找到該頁的頁表項時，應到記憶體中去查詢頁表

，再根據找到的頁表項中的狀態位p，了解該頁是否已調入記憶體。

---- 若該頁已調入記憶體，這時應將此頁的頁表項寫入快表，當快表已滿時，應先調出按某種演算法所確定的頁的頁表項；然後再寫入該頁的頁表項。

---- 若該頁尚未調入記憶體，這時應產生缺頁中斷，請求os從外存把該頁調入記憶體。

例題：

在請求分頁管理中，已修改過的頁面再次裝入時應來自（）。

解答：磁碟對換區

由於記憶體中的每一頁都在外存上有乙份副本，因此，若未被修改，在置換該頁時就不需要將該頁寫回到外存上，以減少系統的開銷和

啟動磁碟的次數；若
已被修改
，則必須將該頁
重寫到外存上，以保證外存中所保留的始終是最新副本。

例題：

在採用請求分頁儲存管理的系統中，如果頁面不在記憶體則發生缺頁中斷，它屬於（）

外部裝置中斷

硬體故障中斷

.i/o中斷

程式中斷

程式中斷是指：cpu在執行程式的過程中，因出現某種隨機事件而收到中斷請求，暫時停止現行程式的執行，轉去執行一段中斷服務程式，以處理該事件，並在處理完畢後自動恢復程式的執行。

缺頁中斷正是因為所需頁面不在記憶體，向cpu發出中斷請求，暫停現行程式，執行缺頁中斷處理程式，然後返回到原來的指令執行。所以，缺頁中斷是程式中斷。

基本分頁 請求分頁儲存管理方式

基本分頁儲存管理方式具有如下特徵 1 一次性。要求將作業全部裝入記憶體後方能執行。許多作業在每次執行時，並非其全部程式和資料都要用到。如果一次性地裝入其全部程式，造成記憶體空間的浪費。2 駐留性。作業裝入記憶體後，便一直駐留在記憶體中，直至作業執行結束。儘管執行中的程序會因i o而長期等待，或有的程...

基本分頁 請求分頁儲存管理方式

基本分頁儲存管理方式具有如下特徵 1 一次性 要求將作業全部裝入記憶體後方能執行。許多作業在每次執行時，並非其全部程式和資料都要用到。如果一次性地裝入其全部程式，造成記憶體空間的浪費。2 駐留性 作業裝入記憶體後，便一直駐留在記憶體中，直至作業執行結束。儘管執行中的程序會因i o而長期等待，或有的程...

3 2 2 請求分頁管理方式

請求分頁系統建立在基本分頁系統基礎之上，為了支援虛擬儲存器功能而增加了請求調頁功能和頁面置換功能。請求分頁是目前最常用的一種實現虛擬儲存器的方法。在請求分頁系統中，只要將當前需要的一部分頁面裝入記憶體，便可以啟動作業執行。在作業執行過程中，當所要訪問的頁面不在記憶體時，再通過調頁功能將其調入，同時還...