《存储管理教学》ppt课件

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1、第五章存储管理5.1存储管理的功能5.2分区存储管理5.3覆盖与交换技术5.4页式管理5.5段式与段页式管理5.6局部性原理和抖动问题5.1存储管理的功能存储器的扩充地址变换和重定位存储空间分配存储保护5.1.1虚拟存储器：利用OS的手段来实现存储器扩充的一种技术。不考虑物理存储器的大小和信息存放的实际位置，只规定每个进程中互相关联的信息的相对位置。每个进程都有自己的虚拟存储器，且虚拟的容量受计算机的地址结构和寻址方式的影响。虚地址空间和实地址空间程序访问的地址是虚地址，它可以访问的虚地址范围叫做程序的虚地址空间。在指定的计算机系统中，可使用的实地址范围叫做计算机的实

2、地址空间。实现虚拟存储技术注意的问题需要有相当容量的辅存以便足以存放多个用户作业的地址空间要有一定容量的主存地址变换机构存储保护源程序编译链接虚拟空间地址变换物理存储器地址变换和物理存储器5.1.2地址变换和重定位1.地址映射为保证程序正常运行,必须将逻辑地址正确地转换为物理地址,这种地址转换机构称为地址映射.地址映射方式就是建立虚地址到实地址之间的对应关系,也就是实现虚地址到实地址的一个对应.jump1400load2200100014002200jump1400load2200绝对地址jump1400load220004001200jump400load1200相

3、对地址绝对装入引入相对地址的好处:可以让OS进行分配空间减少了内存对于用户编写程序的制约2.静态地址映射在作业装入过程中进行地址变换的方式称为静态重定位或静态地址映射load25003500100025005500load12500350011000125001550010000作业装入内存的情况优点:不需要硬件支持缺点:无法实现虚拟存储器必须占用连续的内存空间;难以做到程序和数据的共享3.动态重定位是在程序执行期间，随着每条指令和数据访问时，自动地进行地址转换。把相对地址与程序在内存中的起始地址相加得到正确的物理地址。LOAD14005432101004005500

4、........一段程序所在的虚地址空间400VR+1000BRLOAD140054321100011001400........重定位寄存器虚拟空间内存空间动态地址重定位动态地址重定位的实现过程:设置基地址寄存器BR,虚地址寄存器VR将程序装入内存,且将其占用的内存区首地址BR中.在程序执行过程中,将要访问的虚地址送入VR中.地址变换机构把VR和BR的内容相加,得到实际的物理地址.动态地址重定位的优点:可以不连续地分配内存空间.提供了实现虚拟存储的基础,实现了虚拟存储最基本的一个保障,为今后的程序分段提供了有利的基础.有利于程序段的共享.5.1.3内存的分配和回收存

5、储管理器的分配策略有以下三种:(1)放置策略:决定主存中放置信息的区域,这是确定为进程选择一个空闲区或若干空闲区的原则.(2)调入策略:决定信息装入内存的时机,是在需要时调入主存.(3)交换策略:在主存中没有任何可用的空闲区时,决定淘汰哪些信息,以便把需要的信息装入内存.对主存区域进行分配时,一般有2种不同的主存区域划分方式:将主存划分成大小不等的区域将主存等分成一系列大小相等的块.此两种模式决定了内存分配时所采取的措施或情况5.1.4存储保护与信息共享现代OS采用多道程序技术,在内存当中可以驻留多个程序,为了防止被此破坏或窃取内存信息,必须由硬件(软件配合)保证每道

6、程序只能在给定的存储区域内活动,这种措施叫存储保护.常用的存储保护手段:(1)上下界地址寄存器10KB20KB上界寄存器UR下界寄存器LR(a)上下界寄存器10KB10KB基地址寄存器长度寄存器10KB20KB10KB20KB(b)基址、限长寄存器(2)存储保护键为每一个存储块提供一个单独的保护键.在程序状态字(PSW)在设置相应的保护键开关字段.对不同的进程赋予不同的开关代码,以和被保护的存储块中的保护键匹配.每当CPU访问主存时,都将存储块的保护键和PSW中的开关字段进行匹配,相同时允许访问,不相同时不能方法.例:A块B块C块110010010100100…..1

7、100…..PSW保护位1:要求保护0:不要求保护5.2分区存储管理单一连续分配：所谓单一,是指内存中只驻留一道作业.为便于地址转换,把作业连续地存放在内存中,而不是离散地存放.主要用在早期的单道批处理系统中,采用静态分配的方式.优点:方法简单,易于实现.缺点:仅适用于单道程序,不能处理多道.1.固定分区法分区管理的基本思想就是给每一个内存中的进程划分一块存储区,用以连续存放各进程的程序和数据,使各进程并发执行.【主要特征：】内存中分区的个数是固定的，分区的大小也是固定的。【缺点:】一个作业和另一个作业之间总是存在着碎片。区号分区长度起始地址进程号1