В. Столлингс - Операционные системы (1114679), страница 80
Текст из файла (страница 80)
При прерывании обращения к странице операционная система должна выбрать для замещения страницу среди резидентных страниц данного процесса. Для этого мажет использоваться один из рассмотренных нами алгоритмов. При фиксированном распределении необходимо заранее решить вопрос о количестве выделяемых процессу кадров. Это решение может быть принято в зависимости ат типа приложения и количества памяти, запрашиваемого программой, У такого подхода два основных недостатка. Если выделить процессу слишком малую память, получим высокую частоту возникновения прерываний обращения к памяти, что, в свою очередь, ведет к снижению производительности многозадачной системы.
Если же выделить процессу неоправданно много памяти, та в основной памяти удастся разместить слишком мало программ, и производительность системы будет снижена за счет необходимости частого выполнения свопинга. :~~ава 8. Виртуальная память Переменное распределение, глобальная область видимости Этз комбинация, вероятно, наиболее проста в реализации и принята во многих операционных системах.
В любой момент времени в основной памяти имеется не- скольлько процессов, каждому из которых выделено некоторое количество кадров. Обычна пю операционная система поддерживает также список свободных кадров. При возник икновении прерывания обращения к странице к резидентному множеству процесса а добавляется свободный кадр, и затребованная страница загружается в него. и обРазом, размер процесса постепенно растет, чта должно снижать общее кот личсств ство прерываний из-за отсутствия страницы в системе. Сла- .
ложность при таком подходе заключается в выборе страницы для замещения. Каг, агда свободные кадры оказываются израсходованными, операционная системз долж д лжна выбрать для замещения страницу, находящуюся в данный момент в асн„влн най памяти. Этот выбор производится из всех незаблокированных страниц в памя амяти. При использовании любой из рассмотренных ранее стратегий вы"Раемая я страница может принадлежать любому из резидентных процессов; не сущ ует способа для определения того, какой из процессов должен потерять трави ': Резиден цу их своего резидентного множества. Таким образом, снижение размера дентного множества процесса может оказаться не оптимальным.
Размер окна Л 1)вследоватеяьнасть ебРан~еннй к страницам 24 15 24 15 18 24 15 18 23 24 15 24 15 18 15 18 23 18 23 24 24 15 24 15 18 24 15 18 23 15 18 15 18 23 24 17 18 23 24 17 23 24 17 18 23 24 17 24 17 24 17 18 18 24 17 18 24 17 18 18 24 Ф 24 18 17 18 17 17 24 18 17 15 18 17 15 17 15 24 17 15 17 15 18 24 17 15 24 24 17 24 17 17 24 18 17 24 18 15 17 24 18 24 18 ) < ~И~(~,Л)~ < ппп(Л,г() : булава 8. Виртуальная память Часть 3. Одним из способов учета потенциальных проблем с производится ' переменном распределении с глобальной областью видимости явля ' зование буферизации страниц.
В этом случае выбор замещаемой ет меньшую роль, так как страница может быть восстановлена, зе к ней будет выполнено до очередного перемещения на диск. Переменное распределение, локальная область видимостн,-,,'' С помощью данной стратегии делается попытка преодолеть проблем ~ющие при использовании стра~егин глобальной области видимости. ' ажно описать следующим образом.
При загрузке нового процесса в основную память ему в качестве рез множества выделяется некоторое количество кадров страниц; колич ров определяется исходя из типа приложения, запроса программы или '"":- ве других критериев. Для заполнения резидентного множества исп стратегия выборки по требованию либо предварительная выборка. При возникновении прерывания из-за отсутствия страницы стр замещения выбирается среди резидентного множества процесса, с ' вавшего прерывание. ;1."„ Время от времени выполняется переоценка распределения памяти: сам, которая приводит к увеличению или уменьшению размера выд ' процессу памяти для повышения общей производительности систем При использовании данной стратегии решение об увеличении или размера резидентного множества принимается на основе оценки о званий активных процессов.
Такая оценка делает эту стратегию болвй.:. чем простая стратегия глобального замещения, но приводит к повв1" ' .зводительности системы. Ключевыми элементами стратегии переменного распределения с л . ", стью видимости являются критерии, используемые для определения.", центного множества и момента внесения изменений. Одна из страте., ~ругих упоминаемая в литературе, известна как стратегия рабочего", (иоганна эе1 в1га1е~у). Хотя ее реализация очень сложна, следует .' ую стратегию хотя бы как критерий для оценки других. Рабочее множество представляет собой концепцию, введенную ДВ ., п1п3) и популяризованную в работах 11)Е)ч1Ч66, РЕЫг(70, 1)ЕХХ ,епция оказала большое влияние на разработку систем управленя~~,1, ой памятью.
Рабочее множество И'((.Л) с параметром Л процесса в,; ый момент времени 1 представляет собой множество страниц, к -к, ,есс обращался за последние Л единиц виртуального времени. Здес~... зуем концепцию виртуального времени, которое является временеЮ; выполнения процесса.
Его можно измерять в командах процессора, -. соманда представляет собой одну единицу виртуального времени. Рассмотрим каждую из двух переменных Ю. Переменная Л вЂ” это.;~, зь которое мы наблюдаем за процессом. Размер рабочего множестВ,. 1яет собой неубывающую функцию от размера окна.
В табл. 8.5 (в., 5Н851) показаны последовательности обращений процесса к страни таблице обозначают моменты времени, когда рабочее множество нФ., „ось. Обратите внимание — чем больше размер окна, тем больше и рабочее исжество. Это можно выразить следующим соотношением: И (~,Л+1) ~И'(~,Л) Т,бтица 8.5. Зависимость размера рабочего множества процесса от размера окна Рабочее множество является также функцией и от времени.
Если продолжительность процесса более Л единиц времени и он использует только одну страницу, то ~И'(г, Л)~ =1. Рабочее множество процесса может расти с той же скоростью, что и количество страниц процесса М, если при его выполнении происходят обращения к Различным страницам и если это позволяет выбранный размер окна, т.е. На Рис. 8.19 показан один из вариантов изменения во времени размера рабе"его множества при Фиксированном значении Л.
Для многих программ пеРиоды относительно стабильного рабочего множества чередуются с периодами быстрых изменений. В начале выполнения процесса рабочее множество быстро Ра~тет за счет обращения к новым страницам. В итоге в соответствии с принци"ом локализации процесс должен стабилизироваться с определенным множеством страниц.
Последующие переходные периоды отражают изменение стабильного состояния. В это время некоторые старые страницы все еще остаются в "Ределах окна Л, вызывая всплеск рабочего множества при обращении процесса овым страницам Постепенно старые страницы уходят из окна, и в окн~...' ,тся только страницы, соответствующие новой локализации процесса, Переходный период Переходный период Переходный период Переходный период ""Р Период Период Период Период стабильности стабильности стабильности стабильности рис. 819. Типичная диаграмма изменения размера рабочего многтеества тМАЕКогй' „„ Концепция рабочего множества может использоваться стратегией о я размера резидентного множества.
.. Отслеживаем рабочее множество каждого процесса. ~. Периодически удаляем из резидентного множества страницы, не вх в рабочее множество. 1. Процесс может выполняться только тогда, когда его рабочее множес, ходится в основной памяти (т.е. его резидентное множество включает-: чее множество). Эта стратегия, использующая принцип локализации, должна ми У;. гь количество прерываний из-за отсутствия страниц, но, к сожаленняЬ'- тм возникает ряд проблем. х. По прошлому не всегда можно судить о будущем. Как размеР Р множества, так и его состав время от времени изменяются (см., нап ..:„ рис. 8.19).
-Ф, 3. Определение рабочего множества каждого процесса непрактично. Для обходимо помечать время обращения каждого процесса к каждой использованием виртуального времени процесса, а также поддерживать „„. доченную по времени обращения очередь страниц для каждого процесса.'-'4': иг З. Оптимальное значение Л неизвестно и для разных ситуаций может б жет ыть различным. Тем не менее сама идея данной стратегии вполне корректна и ряд оп Ф операционных систем пьттаютбя к ней приблизиться.
Один из способов сделать эт т это заключается не в работе с конкретными обращениями к страницам, а в работе с ггровнем генерации данным процессом прерываний из-за отсутствия стран Рани цы. Как показано на рис. 8.11,б, с ростом резидентного множества процесса уровень генерации прерываний падает. Таким образом, вместо непосредственного отслехнивания рабочего множества мы можем получить сравнимые результаты путем отслеживания уровня генерации прерываний.
Если уровень генерации прерыва ний у какого-то процесса ниже некоторого минимального порога, система может выиграть, назначив данному процессу резидентное множество меньшего разм азмера (и освободив кадры основной памяти для других процессов) без ущерба для этого процесса. Если же для некоторого процесса уровень генерации прерываний превысил некоторое максимальное пороговое значение, то следует, по возможности, увеличить размер его резидентного множества. Соответствующий этой стратегии алгоритм называется алгоритмом частоты прерываний обращения к странице (раде Хатт1$ Хгес1ттепсу — Р$Т) (СНБ72, С1УРТ781.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
