Ⅰ 誰可以很詳細的解釋一下局部性啊,分空間的和時間的
進程運行時,在一段時間里,程序的執行往往呈現高度的局部性,包括時間局部性和空間局部性。時間局部性是一旦一個指令被執行了,則在不久的將來,它可能再被執行。空間局部性是一旦一個指令一個存儲單元被訪問,那麼它附近的單元也將很快被訪問。程序的局部性原理是虛擬存儲技術引入的前提。虛擬存儲的實現原理是,當進程要求運行時,不是將它全部裝入內存,而是將其一部分裝入內存,另一部分暫時不裝入內存。
Ⅱ 什麼是虛擬存儲器和局部性原理
虛擬存儲器:是指具有請求調入功能和置換功能,能從邏輯上對內存容量進行擴充的一種存儲器系統。在虛擬存儲器系統中,作業無需全部裝入,只要裝入一部分就可運行。
引入虛擬存儲技術之後,可以:
1、提高內存利用率;(如:定義100*100大小的數組,可能只用到10*10個元素)
2、程序不再受現有物理內存空間的限制;編程變得更容易;
3、可以提高多道程序度,使更多的程序能夠進入內存運行。程序局部性原理:虛擬存儲管理的效率與程序局部性程序有很大關系。根據統計,進程運行時,在一段時間內,其程序的執行往往呈現出高度的局限性,包括時間局部性和空間局部性。
1、時間局部性:是指若一條指令被執行,則在不久的將來,它可能再被執行。
2、空間局部性:是指一旦一個存儲單元被訪問,那它附近的單元也將很快被訪問。
Ⅲ 高位多體交叉存儲器為什麼不能滿足程序的局部性原理
虛擬存儲器:是指具有請求調入功能和置換功能,能從邏輯上對內存容量進行擴充的一種存儲器系統。在虛擬存儲器系統中,作業無需全部裝入,只要裝入一部分就可運行。引入虛擬存儲技術之後,可以:1、提高內存利用率;(如:定義100*100大小的數組,可能只用到10*10個元素)2、程序不再受現有物理內存空間的限制;編程變得更容易;3、可以提高多道程序度,使的程序能夠進入內存運行。程序局部性原理:虛擬存儲管理的效率與程序局部性程序有很大關系。根據統計,進程運行時,在一段時間內,其程序的執行往往呈現出高度的局限性,包括時間局部性和空間局部性。1、時間局部性:是指若一條指令被執行,則在不久的將來,它可能再被執行。2、空間局部性:是指一旦一個存儲單元被訪問,那它附近的單元也將很快被訪問。
Ⅳ *操作系統的存儲管理的主要內容是什麼
存儲管理即是對主存的管理,它是操作系統的重要功能之一。主存儲器是計算機系統中的一種寶貴資源,對主存的管理和有效使用是操作系統中十分重要的內容。為了便於對主存進行有效的管理,應該將主存分成若干個區域,以便同時存放多個用戶程序和系統軟體。因此,存儲管理應具有如下功能:主存的分配和回收、提高主存的利用率、「擴充」主存容量和存儲保護。存儲分配主要解決多道作業之間劃分主存空間的問題,存儲分配有三種主要方式:直接分配方式、靜態分配方式和動態分配方式。絕大多數計算機系統都採用靜態分配方式或動態分配方式。為了實現靜態和動態兩種存儲分配策略,需要採用將邏輯地址與物理地址分開,並對邏輯地址實施地址重定位技術。所謂重定位是由於一個作業裝入到與其地址空間不一致的存儲空間時所引起的有關地址調整過程,實質上,這是一個地址變換過程,地址變換也稱為地址映射。根據地址變換進行的時間及採用的技術手段不同,可以把重定位分為兩類:靜態重定位和動態重定位。所謂靜態重定位是在程序運行之前,由鏈接裝配程序進行的重定位。靜態重定位的特點是無需增加硬體地址變換機構,但要求為每個程序分配一個連續的存儲區,且在程序執行期間不能移動,故難於做到程序和數據的共享;動態重定位是在程序的執行過程中,每當訪問到指令或數據時,將要訪問的程序或數據的邏輯地址轉換成物理地址。動態重定位的實現需要依靠硬體地址變換機構。最簡單的實現方法是利用一個重定位寄存器。動態重定位的特點是需要附加硬體的支持,優點是可以將程序分配到不連續的存儲區中,在程序運行之前可以只裝入部分代碼即可運行,然後在程序運行期間,根據需要動態地申請分配內存,所以,便以程序段的共享,並且可向用戶提供一個比主存的存儲空間大得多的地址空間,該地址空間也稱為虛擬存儲器。
Ⅳ 程序的局部性特徵有哪些有什麼應用意義
程序局部性原理:虛擬存儲管理的效率與程序局部性程序有很大關系。根據統計,進程運行時,在一段時間內,其程序的執行往往呈現出高度的局限性,包括時間局部性和空間局部性。 1、時間局部性:是指若一條指令被執行,則在不久的將來,它可能再被執行。 2、空間局部性:是指一旦一個存儲單元被訪問,那它附近的單元也將很快被訪問。
Ⅵ 什麼是存儲訪問的局部性原理,它分別成哪兩個方面的局部性
程序局部性原理:虛擬存儲管理的效率與程序局部性程序有很大關系。根據統計,進程運行時,在-
段時間內,其程序的執行往往呈現岀高度的局限性,包括時間局部性和空間局部性
1、時間局部性:是指若一條指令被執行,則在不久的將來,它可能再被執行
2、空間局部性:是指一旦一個存儲單元被訪問,那它附近的單元也將很快被訪問
Ⅶ 空間局部性和時間局部性的策略是什麼
進程運行時,在一段時間里,程序的執行往往呈現高度的局部性,包括時間局部性和空間局部性。時間局部性是一旦一個指令被執行了,則在不久的將來,它可能再被執行。空間局部性是一旦一個指令一個存儲單元被訪問,那麼它附近的單元也將很快被訪問。
程序的局部性原理是虛擬存儲技術引入的前提。虛擬存儲的實現原理是,當進程要求運行時,不是將它全部裝入內存,而是將其一部分裝入內存,另一部分暫時不裝入內存。
(7)如果一個存儲單元很快再被訪問擴展閱讀:
時間局部性
如果在某一點時訪問了存儲器的特定位置,則很可能在不久的將來將再次訪問相同的位置。在對相同存儲器位置的相鄰訪問之間存在時間接近性。
在這種情況下,通常努力將訪問過的數據的副本存儲在可以被更快訪問的特殊存儲器中。時間局部性是空間局部性的特殊情況,即當預期位置與當前位置相同時。
空間局部性
如果特定存儲位置在特定時間被訪問,則很可能在不久的將來訪問附近的存儲位置。在這種情況下,通常嘗試猜測當前訪問周圍的區域的大小和形狀,對於該區域,值得准備更快的訪問。
局部性的原因
局部性有幾個原因。這些原因是某些方面要實現的目標或接受的情況。以下原因不是不相交的;事實上,下面的列表從最一般的情況到特殊情況:
可預測性:事實上,局部性只是計算機系統中一種可預測的行為。
程序結構
局部性通常因為創建計算機程序的方式而發生,用於處理可決定的問題。通常,相關數據存儲在存儲器中的附近位置。計算中常見的一種模式涉及幾個項目的處理,一次一個。這意味著如果進行大量處理,則將訪問單個項目多次,從而導致時間局部性。
此外,移動到下一項意味著將讀取下一項,導致空間局部性,因為存儲器位置通常被批量地讀取。
線性數據結構
局部性通常因為代碼包含循環,傾向於通過索引訪問數組或其他數據結構。當相關數據元素被線性地排列和訪問時,發生順序局部性,即空間局部性的特殊情況。例如,從基地址到最高元素的一維數組中的元素的簡單遍歷將利用存儲器中數組的順序局部性。
當線性遍歷在具有相同結構和大小的相鄰數據結構的較長區域上,訪問每個結構的相互對應的元素而不是整個結構時,發生更一般的等距局部性。這是當矩陣被表示為行的順序矩陣並且需要訪問矩陣的單個列時的情況。
內存層次結構的效率
雖然隨機存取存儲器使程序員能夠在任何時間在任何地方讀取或寫入,但在實踐中,等待時間和吞吐量會受到高速緩存的效率的影響,這通過增加訪問局部性來改進。訪問局部性差導致緩存抖動和緩存污染,為了避免它,具有弱局部性的數據元素可以從緩存旁路。
參考資料:網路-訪問局部性
Ⅷ 在計算機的各種存儲器中,訪問速度最快的是( )。
選擇D,磁帶存儲器。
磁帶存儲器的記錄方式主要以形成不同寫入電流波形的方式記錄,所以訪問速度最快。而且能驅動磁帶相對磁頭運動,用磁頭進行電磁轉換,在磁帶上順序地記錄或讀出數據。
磁帶存儲器可以通過磁帶控制器模型大型機所共享。磁帶存儲器可以處理最多4Gbps傳輸速度的光纖連接裝置——這是大型機光纖連通道連接專利。磁帶存儲器控制器也能夠支持磁碟驅動或者是光纖通道交換機多達4個標準的8 Gbps傳輸速度的光纖通道連接。
如果磁帶存儲器沒有足夠的FICON與合適長度和類型的光纖通道布線,各驅動、大型機以及存儲網路之間的連通性將不能實現。磁帶存儲器以及控制器也需要軟體升級和許可支持。這取決於數據中心當前的操作系統和許可模式。
(8)如果一個存儲單元很快再被訪問擴展閱讀:
磁帶機結構原理:
普遍使用的磁帶機是快啟停式磁帶機。它由主動輪和帶盤驅動機構、磁帶導向和緩沖機構、磁頭、讀寫和驅動控制電路等組成。
磁帶傳動:以真空緩沖箱式磁帶機為例,磁帶由供帶盤經右緩沖箱、磁頭、主動輪、左緩沖箱到卷帶盤。
磁帶讀寫:磁帶運動時與磁頭接觸。磁頭線圈中通有電流時,磁頭間隙附近產生磁場,將磁帶上一個很小區域磁化。
數據組織:一盤磁帶有始端標記(BOT)和尾端標記(EOT),中間可記若干個文件。每個文件由1至若干個數據塊組成,兩個文件之間有帶標隔開。
磁帶控制器:一個磁帶控制器可聯數台磁帶機,控制磁帶機執行寫、讀、進退文件、進退數據塊等操作。
參考資料來源:網路-磁帶存儲器
Ⅸ 操作系統主要是哪些內容
問題一: ⑴ 存儲管理的實質是什麼?(對內存的管理,主要對內存中用戶區進行管理) ⑵ 多道程序中,為方便用戶和充分利用內存以提高內存利用率,內存管理的任務是什麼?(內存空間的分配和回收、內存空間的共享、存儲保護、地址映射、內存擴充)。 ⑶ 如何實現存儲保護? 答:在多道程序系統中,內存中既有操作系統,又有許多用戶程序。為使系統正常運行,避免內存中各程序相互干擾,必須對內存中的程序和數據進行保護。 1、防止地址越界 對進程所產生的地址必須加以檢查,發生越界時產生中斷,由操作系統進行相應處理。 2、防止操作越權 對屬於自己區域的信息,可讀可寫; 對公共區域中允許共享的信息或獲得授權可使用的信息,可讀而不可修改; 對未獲授權使用的信息,不可讀、不可寫。 存儲保護一般以硬體保護機制為主,軟體為輔,因為完全用軟體實現系統開銷太大,速度成倍降低。當發生越界或非法操作時,硬體產生中斷,進入操作系統處理 (4) 物理存儲器分幾類?(內存、外存、緩存) ⑸ 虛存儲器的含義是什麼?(兩層含義) 答:虛存儲器有兩層含義,一是指用戶程序的邏輯地址構成的地址空間;二是指當內存容量不滿足用戶要求時,採用一種將內存空間與外存空間有機地結合在一起,利用內外存自動調度的方法構成一個大的存儲器,從而給用戶程序提供更大的訪問空間。 ⑹ 什麼叫物理地址?什麼叫邏輯地址?什麼叫地址映射?地址映射分哪幾類?(靜態、動態) 答:物理地址是內存中各存儲單元的編號,即存儲單元的真實地址,它是可識別、可定址並實際存在的。 用戶程序經過編譯或匯編形成的目標代碼,通常採用相對地址形式,其首地址為零,其餘指令中的地址都是相對首地址而定。這個相對地址就稱為邏輯地址或虛擬地址。邏輯地址不是內存中的物理地址,不能根據邏輯地址到內存中存取信息。 為了保證CPU執行程序指令時能正確訪問存儲單元,需要將用戶程序中的邏輯地址轉運行時可由機器直接定址的物理地址,這一過程稱為地址映射或地址重定位。 地址映射可分為兩類: 1、靜態地址映射 2、動態地址映射 問題二: ⑴ 怎樣對內存進行分區?(靜態、動態;等長、不等長) 答:對內存空間的劃分是可以靜態的,也可以動態的;可以是等長的,也可以不等長。 靜態劃分是指系統運行之前就將內存空間劃分成若干區域,通常,分配給進程的內存可能比進程實際所需的區域長。 動態劃分是在系統運行過程中才劃分內存空間。這樣,系統可按進程所需要的存儲空間大小為其分配恰好滿足要求的一個或多個區域。 等長分區是將存儲空間劃分為若干個長度相同的區域。 不等長分區則是將存儲空間劃分若干個長度不同的區域。 ⑵ 根據分區情況,從如何實現進程的內存分配? 答:1、靜態等長分區的分配 2、動態異長分區的分配 ⑶ 什麼叫碎片?(零散的小空閑區) 怎樣解決碎片問題?(緊湊技術) 答:所謂碎片是指內存中出現的一些零散的小空閑區域。 解決碎片的方法是移動所有佔用區域,使所有的空閑區合並成一片連續區域。這一過程稱為緊湊,這一技術就是緊湊技術。。 問題三: ⑴ 存儲管理方案有哪些?(分區管理、頁式管理、段式管理、段頁式管理、虛擬存儲管理) ⑵ 分區管理的基本思想是什麼?主要缺點是什麼? 基本思想:將內存劃分成若干連續的區域,稱為分區,每個分區裝入一個運行作業。 主要缺點:不能充分利用內存,也不能實現對內存的擴充。 ⑶ 什麼是固定分區?什麼是可變分區?各有什麼優缺點? 答:固定分區:系統將內存劃分為若干固定的分區,當作業申請內存時,系統為其選擇一個適當的分區,並裝入內存運行。由於分區大小是事先固定的,因而可容納作業的大小受到限制,而且當用戶作業的地址空間小於分區的存儲空間時,浪費了一些存儲空間。 可變分區:是指在作業裝入內存時建立分區,使分區的大小正好與作業要求的存儲空間相等。引入可變分區方法,使內存分配有較大的靈活性,也提高了內存利用率。但是可變分區會引起碎片的產生。 ⑷ 分區管理可以採用的內存分配策略是什麼? 首先適應演算法、最佳適應演算法、最壞適應演算法。 ⑸ 為實現地址映射和存儲保護,系統為用戶程序提供了哪些寄存器? 基址寄存器、限長寄存器;上界寄存器、下界寄存器。 問題四: ⑴ 試述頁式存儲管理的基本原理 ① 內存劃分。 ② 邏輯地址空間劃分。 ③ 頁面大小。 ④ 內存分配。 ⑵ 試述頁式存儲管理的實現方法 ① 建立頁表。② 建立空閑頁面表。 ③ 硬體支持。④ 地址映射過程。 ⑶ 為了提高存取速度,可以使用快表技術。試述這一技術是如何實現的? 答:快表技術是在地址映射機構中增加一個小容量的聯想寄存器(相聯存儲器),它由高速寄存器組成,成為一張快表,快表用來存放當前訪問最頻繁的少數活動頁的頁號。 在快表中,除了邏輯頁號、物理頁號對應外,還增加了幾位。特徵位表示該行是否為空,用0表示空,用1表示有內容;訪問位表示該頁是否被訪問過,用0表示未訪問,1表示已訪問,這是為了淘汰那些用得很少甚至不用的頁面而設置的。 快表只存放當前進程最活躍的少數幾頁,隨著進程的推進,快表內容動態更新。當用戶程序需要存取數據時,根據該數據所在邏輯頁號在快表中找出對應的物理頁號,然後拼接頁內地址,以形成物理地址;如果在快表中沒有相應的邏輯頁號,則地址映射仍然通過內存中的頁表進行,得到物理頁號後須將該物理頁號填到快表的空閑單元中。有無空閑單元,則根據淘汰演算法淘汰某一行,再填入新得到的頁號。實際上查找快表和查找內存頁表是並行進行的,一旦發現快表中有與所查頁號一致的邏輯頁號就停止查找內存頁表。 問題五: ⑴ 試述段頁式存儲管理的基本思想 答:段頁式存儲管理的基本思想是: 1、用頁式方法來分配和管理內存空間,即把內存劃分成若干大小相等的頁面; 2、用段式方法對用戶程序按照其內在的邏輯關系劃分成若干段; 3、再按照劃分內存頁面的大小,把每一段劃分成若干大小相等的頁面; 4、用戶程序的邏輯地址由三部分組成,形式如下: 段號頁號頁內地址 5、內存是以頁為基本單位分配給每個用戶程序的,在邏輯上相鄰的頁面內存不一定相鄰。 ⑵ 如何實現段頁式存儲管理 答:1、建立段表2、建立頁表3、建立內存空閑頁面表4、硬體支持5、地址映射過程 問題六: ⑴ 虛擬存儲技術的基本思想 答:虛擬存儲技術的基本思想是利用大容量的外存來擴充內存,產生一個比有限的實際內存空間大得多的、邏輯的虛擬內存空間,以便能夠有效地支持多道程序系統的實現和大型作業運行的需要,從而增強系統的處理能力。 ⑵ 虛擬存儲技術的理論基礎(局部性原理) 答:程序局部性原理:虛擬存儲管理的效率與程序局部性程序有很大關系。根據統計,進程運行時,在一段時間內,其程序的執行往往呈現出高度的局限性,包括時間局部性和空間局部性。 1、時間局部性:是指若一條指令被執行,則在不久,它可能再被執行。 2、空間局部性:是指一旦一個存儲單元被訪問,那它附近的單元也將很快被訪問。 ⑶ 虛擬存儲管理的基本原理 答:虛擬存儲的基本原理是:當進程要求運行時,不是將它的全部信息裝入內存,而將將其一部分先裝入內存,另一部分暫時留在外存。進程在運行過程中,要使用的信息不在內存時,發生中斷,由操作系統將它們調入內存,以保證進程的正常運行。 ⑷ 虛擬存儲管理的分類 答:虛擬存儲管理分為:虛擬頁式、虛擬段式和虛擬段頁式。 ⑸ 以虛擬頁式存儲管理為例介紹虛擬存儲管理的實現過程 答:虛擬頁式存儲管理的基本思想是,在進程開始執行之前,不是裝全部頁面,而是只裝一個(甚至0個)頁面,然後根據進程執行的需要,動態地裝入其它頁面。 1、頁表 2、缺頁中斷處理3、頁面淘汰 ⑹ 在虛存中,頁面在內存與外存中頻繁地調試,系統效率急劇下降,稱為顛簸。試說明產生顛簸的原因。通過什麼方式可以防止顛簸的發生? 答:顛簸是由缺頁率高而引起的。 系統規定缺頁率的上界和下界。當運行進程缺頁率高於上界時,表明所分給它的物理頁面數過少,應當增加;反之,當運行進行缺頁率低於下界時,表明所分給它的物理頁面數過多,可以減少。這樣,根據缺頁率反饋可動態調整物理頁面的分配,以防止顛簸的發生。
Ⅹ 對內存中的存儲單元訪問的主要方法(匯編語言)
並沒有次要方法。