2019年第4章存储器管理ppt课件.ppt

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1、第四章存储器管理张培欣xxzhang123yahoo12009年联考所占分值为12分2019年联考所占分值为12分2019年联考所占分值为6分2019年联考所占分值为7分2随着计算机应用领域的拓宽，对存储空间的需求在急剧增加。帕金森定律：存储器有多大，程序就会有多大。存储器容量一直在不断地扩大，但仍然是最紧张的“瓶颈”资源，满足不了现代化软件发展的需要。如何合理而有效地使用存储器，在很大程度上反映了OS的性能，存储器管理仍是OS的中心问题之一。3如何合理而有效地使用存储器，在很大程度上反映了OS

2、的性能，存储器管理仍是OS的中心问题之一。本章讨论很多不同的存储管理方案，从简单到复杂。存储器管理：记录哪些内存在使用；在进程需要的时候为其分配存储器；在进程使用完后释放存储器；在主存太小无法装入所有进程时，管理主存和磁盘之间的交换在计算机领域，历史总是在重复自身。简单的存储管理方案不再适用于台式机时，仍被一些掌上电脑、嵌入式系统和智能卡系统所采用。4第四章存储器管理4.1存储器的层次结构4.2程序的装入和链接4.3连续分配方式4.4基本分页存储管理方式4.5基本分段存储管理方式4.6虚拟存储器

3、的基本概念4.7请求分页存储管理方式4.8页面置换算法4.9请求分段存储管理方式5寄存器高速缓存主存磁盘缓存磁盘可移动存储介质4.1存储器的层次结构1.存储器的层次结构在现代计算机系统中，存储器是信息处理的来源与归宿，占据重要位置。但是，在现有技术条件下，任何一种存储装置，都无法同时从速度与容量两方面，满足用户的需求。实际上它们组成了一个存储装置层次。存储器的层次结构至少三级：CPU寄存器主存辅存6寄存器高速缓存主存磁盘缓存磁盘可移动存储介质4.1存储器的层次结构主存CPU寄存器辅存7寄存器高速

4、缓存主存磁盘缓存磁盘可移动存储介质4.1存储器的层次结构主存CPU寄存器辅存从容量角度进行对比：几十个到上百个几十KB到几MB数十MB到数GB数GB到TB大小8寄存器高速缓存主存磁盘缓存磁盘可移动存储介质4.1存储器的层次结构主存CPU寄存器辅存从访问时间角度进行对比：慢快高速缓存的作用磁盘缓存的作用价格/位9寄存器高速缓存主存磁盘缓存磁盘可移动存储介质4.1存储器的层次结构主存CPU寄存器辅存存储管理负责设备管理和文件管理负责10存储管理的目的1)主存的分配和管理：当用户需要内存时,系统为之分

5、配相应的存储空间；不需要时，及时回收，以供其它用户使用。2)“扩充”主存容量：为用户提供比主存物理空间大得多的地址空间，以至使用户感觉他的作业是在这样一个大的存储器中运行。3)存储保护：确保多道程序都在各自分配到存储区域内操作，互不干扰，防止一道程序破坏其它作业或系统文件的信息。4.1存储器的层次结构11源程序编译程序目标模块装入模块链接程序私有目标库系统目标库4.2程序的装入和链接第一步第二步装入程序装入内存第三步能在一个模块内部完成符号名到地址的转换工作符号解析和重定位12符号指令数据说明I

6、/O说明名空间(作业J的源程序)装入编译关于三个空间的定义：逻辑地址或相对地址物理地址或绝对地址符号地址内存空间作业J0100200..512K目标模块地址空间0100134.2.1程序的装入将一个装入模块装入内存时，可采用三种方式：一、绝对装入方式(AbsoluteLoadingMode)：程序员在编程序时，或编译程序（汇编程序）对源程序进行编译（汇编）时，如果知道程序将驻留在内存的具体位置，那么将产生的（所用的）是物理地址（绝对地址）。程序JUMP1424LOAD2224DATA142422

7、24绝对地址1024符号地址程序JUMPiLOADjDATAij系统区驻留OS用户区用户程序（未用部分）0512K说明：绝对装入方式只适用于单道程序环境。14在多道程序环境下，由于事先并不知晓目标程序在内存的具体位置，需要采用下述两个技术手段：（1）把逻辑地址和物理地址分开；（2）对逻辑地址实施地址重定位。地址空间0100Load1,500500Y1K内存空间01K1124Load1,5001524Y2K512K需要把逻辑地址转换为物理地址。地址重定位是一个地址变换过程，这种地址变换就是地址映射

8、。根据对地址变换进行的时间及采用技术手段的不同，把重定位分为静态重定位和动态重定位两类。15静态重定位：是指作业在装入过程中由装配程序进行的地址变换方式。这种重定位之所以称为静态的，是因为地址变换只在作业执行前集中一次完成的。主要优点：无需增加硬件地址变换机构，因而可在一般计算机上实现。主要缺点：在作业执行期间不能被移动，因而也就不能实现重新分配主存。这对提高主存的利用率是不利的。二、可重定位装入方式(RelocationLoadingMode)：160LOAD1,25003651000作业地址