面试题：内存管理中分页系统页面组织策略的基础问题

Question

在分页系统的页面组织策略里，页面大小的选择会对系统性能产生哪些影响？请从内存利用率和页面置换频率两方面阐述。

Answer 1

内存利用率方面

1. 页面大：
   • 优点：每个页面携带的数据量多，页表相对较小，页表占用的内存空间少，可节省用于存储页表的内存。
   • 缺点：会产生较大的内部碎片，因为进程最后一页往往装不满，造成内存浪费，从而降低内存利用率。
2. 页面小：
   • 优点：内部碎片小，每个页面能更精准地匹配进程实际需要的内存，减少内存浪费，提高内存利用率。
   • 缺点：页表项增多，页表占用的内存空间增大，可能导致内存中能存放的进程数量减少，间接影响内存整体利用率。

页面置换频率方面

1. 页面大：
   • 优点：由于每个页面数据量大，在程序局部性原理作用下，相同时间内进程访问的页面数量相对较少，页面置换频率低。
   • 缺点：一旦需要置换页面，由于页面大，置换页面的I/O开销大。
2. 页面小：
   • 优点：置换页面时I/O传输量小，I/O开销相对较低。
   • 缺点：进程需要的页面数多，在程序运行过程中更容易出现缺页，页面置换频率高，频繁的置换操作会增加系统开销，降低系统性能。