操作系统第四章课件-第四章存储器

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1、第四章存储器管理操作系统刘刚samuel2005@126.com10/7/20211第四章存储器管理重点理解重定位的基本概念掌握动态分区分配方式掌握理解分页和分段存储管理方式理解虚拟存储器的基本概念掌握请求分页系统的基本原理难点动态分区分配算法分页和分段地址转换请求分页系统的地址转换及页面置换算法10/7/20212第四章存储器管理知识点重定位的基本概念动态分区分配方式及分配算法、分区保护分页存储管理及地址变换、分段存储管理及地址变换，信息共享和保护虚拟存储器的基本概念、特征，页面置换技术请求分页系统，页表机制、地址变换及页面置换算法10/7/20213第四章存储器管理存储器是计

2、算机系统重要的组成部分虽然存储器的容量不断扩大，但仍不能满足要求，因此存储器管理是操作系统的重要工作10/7/20214第四章存储器管理存储器包括内存（主存）和外存（磁盘）存储器的功能是保存数据，存储器的发展方向是高速、大容量和小体积。内存在访问速度方面的发展：DRAM、SDRAM、SRAM等；硬盘技术在大容量方面的发展：接口标准、存储密度等；主存储器管理技术分为两大类实存储器管理虚拟存储器管理10/7/20215第四章存储器管理存储器的物理组织、多级存储器存储组织是指在存储技术和CPU寻址技术许可的范围内组织合理的存储结构。其依据是访问速度匹配关系、容量要求和价格。“寄存器-内

3、存-外存”结构“寄存器-缓存-内存-外存”结构；微机中的存储层次组织：访问速度越慢，容量越大，价格越便宜；最佳状态应是各层次的存储器都处于均衡的繁忙状态（如：缓存命中率正好使主存读写保持繁忙）；10/7/20216第四章存储器管理快速缓存：DataCacheTLB(TranslationLookasideBuffer)内存：DRAM,SDRAM等；外存：软盘、硬盘、光盘、磁带等；10/7/20217第四章存储器管理主存储器管理功能存储分配和回收：分配和回收算法及相应的数据结构。地址变换和重定位：可执行文件生成中的链接技术程序加载(装入)时的重定位技术进程运行时硬件和软件的地址变换

4、技术和机构存储共享和保护：代码和数据共享地址空间访问权限（读、写、执行）存储器扩充：存储器的逻辑组织和物理组织；由应用程序控制：覆盖；由OS控制：交换（整个进程空间），虚拟存储的请求调入和预调入（部分进程空间）10/7/20218第四章存储器管理程序的装入和链接连续分配方式基本分页存储管理基本分段存储管理虚拟存储器的基本概念请求分页存储管理方式页面置换算法请求分段存储管理方式10/7/20219程序的装入和链接程序的装入程序的链接10/7/202110程序的装入多道程序环境下，程序要运行必须为之创建进程，而创建进程的第一件事就是分配内存源程序要运行通常经过编译（compile）

5、链接(link)装入(load)等几个步骤10/7/2021114.1程序的装入和链接图4-1对用户程序的处理步骤10/7/2021124.1.1程序的装入1.绝对装入方式(AbsoluteLoadingMode)2.可重定位装入方式(RelocationLoadingMode)3.动态运行时装入方式(DynamicRun-timeLoading)10/7/202113程序的装入绝对装入方式(AbsoluteLoadingMode)事先确定了程序将驻留在内存的什么位置，即在内存中的绝对地址装入模块被装入内存后，由于程序中的逻辑地址与实际内存地址完全相同，故不需对程序和数据的地址

6、进行修改绝对地址的产生程序员直接赋予。不仅要求程序员熟悉内存使用情况，而且一旦程序或数据被修改后，可能要改变程序中的所有地址。通常在程序中采用符号地址，在编译或汇编时，再将符号地址转换为绝对地址。编译或汇编时产生10/7/202114程序的装入可重定位装入方式(RelocationLoadingMode)绝对装入方式只能将目标模块装入到内存中事先指定的位置在多道程序环境下，不可能预知目标模块放在内存中的地址，因此绝对装入方式不适合在多道环境下使用程序中目标模块的地址通常从0开始，其他地址都是相对于0计算——相对地址把在装入时对目标程序中指令和数据的地址修改过程称为重定位，又因为地

7、址变换通常是在装入时一次完成的，以后不再改变，故称为静态重定位10/7/202115程序的装入作业装入内存时的情况缺点：不断的分配和回收，造成内存中小空闲块很多，总空闲空间量够，但分配不了办法：紧凑（移动），但该装入方法不支持10/7/202116LOAD1,25003655000250010000作业地址空间36510000110001250015000内存空间LOAD1,1250036520000210002250025000内存空间LOAD1,22500将程序加载到1000