《存储管理上》ppt课件2

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1、第四章存储管理(上)存储管理概述()内存管理的基本原理()Windows的内存管理外存管理的基本原理Windows的外存管理高速缓存管理的基本原理Windows的高速缓存管理1存储体系存储管理的功能逻辑地址和物理地址重定位技术存储管理概述2存储体系高速缓存：DataCacheTLB(TranslationLookasideBuffer)内存：DRAM,SDRAM等；外存：软盘、硬盘、光盘、磁带等；外存(secondarystorage)DOS核心命令处理程序内存(primarystorage)高

2、速缓存(cache)寄存器(register)3存储管理的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：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）4逻辑地址和物理地址逻辑地址（相对地址，虚地址）：用户的程序经过汇编或编译后形成目标代码

3、，目标代码通常采用相对地址的形式。其首地址为0，其余指令中的地址都相对于首地址来编址。不能用逻辑地址在内存中读取信息。物理地址（绝对地址，实地址）：内存中存储单元的地址。物理地址可直接寻址。地址映射：将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址。当程序装入内存时,操作系统要为该程序分配一个合适的内存空间，由于程序的逻辑地址与分配到内存物理地址不一致,而CPU执行指令时，是按物理地址进行的，所以要进行地址转换。5地址映射BA=10003456。。。1200物理地址空间movax,data

4、1data13456源程序movax,[200]34560100200编译连接逻辑地址空间逻辑地址和物理地址movax,[1200]100011006重定位技术重定位：在可执行文件装入时需要解决可执行文件中地址（指令和数据）和内存地址的对应。由操作系统中的装入程序来完成。重定位方法：绝对装入可重定位装入动态装入7绝对装入(absoluteloading)优点：装入过程简单。缺点：过于依赖于硬件结构，不适于多道程序系统。在可执行文件中记录内存地址，装入时直接定位在上述(即文件中记录的地址)内存地址。8

5、可重定位装入(relocatableloading)优点：不需硬件支持，可以装入有限多道程序缺点：一个程序通常需要占用连续的内存空间，程序装入内存后不能移动。不易实现共享。在可执行文件中，列出各个需要重定位的地址单元和相对地址值。当用户程序被装入内存时，一次性实现逻辑地址到物理地址的转换，以后不再转换（一般在装入内存时由软件完成）。即：装入时根据所定位的内存地址去修改每个重定位地址项，添加相应偏移量。9动态装入(dynamicrun-timeloading)优点：OS可以将一个程序分散存放于不连续的

6、内存空间，可以移动程序，有利用实现共享。能够支持程序执行中产生的地址引用，如指针变量（而不仅是生成可执行文件时的地址引用）。缺点：需要硬件支持（通常是CPU），OS实现较复杂。它是虚拟存储的基础。在可执行文件中记录虚拟内存地址，装入和执行时通过硬件地址变换机构，完成虚拟地址到实际内存地址的变换。10单一连续区存储管理分区存储管理页式和段式存储管理虚拟存储器内存管理的基本原理11单一连续区存储管理内存分为两个区域：系统区，用户区。应用程序装入到用户区，可使用用户区全部空间。最简单，适用于单用户、单任务

7、的OS。优点：易于管理。缺点：对要求内存空间少的程序，造成内存浪费；程序全部装入，很少使用的程序部分也占用内存。用户程序操作系统0xFFF…F0x000…012把内存分为一些大小相等或不等的分区(partition)，每个进程占用一个或几个分区。操作系统占用其中一个分区。特点：适用于多道程序系统和分时系统支持多个程序并发执行难以进行内存分区的共享。问题：可能存在内碎片和外碎片。内碎片：占用分区之内未被利用的空间外碎片：占用分区之间难以利用的空闲分区（通常是小空闲分区）。分区存储管理13固定分区(fi

8、xedpartitioning)分区大小相等：只适合于多个相同程序的并发执行（处理多个类型相同的对象）。分区大小不等：多个小分区、适量的中等分区、少量的大分区。根据程序的大小，分配当前空闲的、适当大小的分区。把内存划分为若干个固定大小的连续分区。14固定分区(大小相同)固定分区(多种大小)15动态分区(dynamicpartitioning)动态创建分区：在装入程序时按其初始要求分配，或在其执行过程中通过系统调用进行分配或改变分区大小。优点：没有内碎片。缺点：有外碎片