# 4.9 页面分配策略与抖动

## 一、工作集

### 1.1 什么是工作集

**工作集（Working Set）**：在某段时间间隔内，进程实际要访问的页面集合。

### 1.2 工作集窗口

**工作集窗口（Δ）**：
- 考察工作集的时间窗口
- 通常以页面访问次数为单位

**工作集大小**：
- 窗口内的页面数量
- 反映进程的局部性

### 1.3 工作集的特点

- **动态变化**：随时间变化
- **局部性**：一段时间内相对稳定
- **大小波动**：不同阶段工作集大小不同

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## 二、抖动（Thrashing）

### 2.1 什么是抖动

**抖动**：频繁的页面换入换出，导致系统性能急剧下降的现象。

### 2.2 抖动的原因

**根本原因**：
- 分配给进程的页框数少于工作集大小
- 进程需要的页面不能全部驻留内存

**具体原因**：
- 多道程序度太高
- 每个进程分配的页框太少
- 频繁的缺页中断
- 大量时间用于页面置换

### 2.3 抖动的表现

- 缺页率极高
- CPU利用率极低
- 磁盘I/O繁忙
- 系统吞吐量下降

### 2.4 抖动的危害

- 系统性能急剧下降
- 进程执行缓慢
- 系统可能崩溃

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## 三、防止抖动的方法

### 3.1 工作集模型

**思想**：
- 为每个进程分配足够容纳其工作集的页框
- 如果空闲页框不足，挂起某些进程

**实现**：
- 监测每个进程的工作集大小
- 确保分配的页框数 ≥ 工作集大小

### 3.2 缺页率模型

**思想**：
- 根据缺页率调整分配的页框数

**策略**：
- 缺页率过高：增加页框数
- 缺页率过低：减少页框数

**上下界**：
- 设置缺页率上界和下界
- 超出范围时调整页框数

### 3.3 挂起进程

**思想**：
- 当内存不足时，挂起某些进程
- 将其页框分配给其他进程

**选择策略**：
- 优先级低的进程
- 工作集小的进程
- 计算型进程

### 3.4 控制多道程序度

**思想**：
- 限制同时运行的进程数
- 确保每个进程有足够的页框

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## 四、页面分配策略总结

### 4.1 固定分配局部置换

- 每个进程分配固定页框数
- 缺页时从该进程的页面中置换
- 简单但不够灵活

### 4.2 可变分配全局置换

- 动态调整页框数
- 可以从任何进程置换页面
- 灵活但可能不公平

### 4.3 可变分配局部置换

- 动态调整页框数
- 只能从该进程的页面中置换
- 兼顾灵活性和公平性

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## 五、考研重点

1. **工作集**：概念、窗口、特点
2. **抖动**：定义、原因、表现、危害
3. **防止抖动的方法**：
   - 工作集模型
   - 缺页率模型
   - 挂起进程
   - 控制多道程序度
4. **页面分配策略**：固定/可变、局部/全局

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*下一节：4.10 请求分段管理方式*