《操作系统内存》PPT课件

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1、5、内存内存存储器的层次结构程序的装入和链接连续分配存储管理方式对换分页存储管理方式分段存储管理方式虚拟存储器概述请求分页存储管理方式页面置换算法“抖动”与工作集请求分段存储管理方式存储器的多层结构多层结构存储器系统产生的原因：无法同时满足三个条件：存储器的速度与处理机的速度相匹配（因为许多指令涉及存储器访问）存储器具有非常大的容量存储器的价格很便宜存储器的层次结构存储器的层次结构寄存器、高速缓存：少量的、非常快速、昂贵、易变；高速缓存是介于寄存器和存储器之间的存储器主存储器：GB级、中等速度、中

2、等价格、易变磁盘缓存：依托于固定磁盘，提供对主存储器存储空间的扩充寄存器和主存（包括高速缓存、主存储器、磁盘缓存）又被称为可执行存储器磁盘、可移动存储介质：GB级到PB级、低速、价廉、不易变内存存储器的层次结构程序的装入和链接连续分配存储管理方式对换分页存储管理方式分段存储管理方式虚拟存储器概述请求分页存储管理方式页面置换算法“抖动”与工作集请求分段存储管理方式对用户程序的处理步骤绝对装入方式程序中的逻辑地址和实际内存地址一致适用于仅能运行单道程序的小系统程序中的绝对地址可由程序员直接给出要求熟悉

3、内存使用数据结构或程序修改后可能要改程序中的很多处地址绝对地址也可由程序编译器转换得出静态重定位装入方式程序中的逻辑地址从0地址开始适用于多道程序环境地址转换在程序装入时一次完成，不再改变动态重定位装入方式静态装入不适用于进程切换，每次换入的内存位置可能不同程序装入时保留相对地址，程序执行时进行地址转换需要重定位寄存器加速地址转换程序的静态链接方式在程序运行之前，先将各目标模块及它们所需的库函数，链接成一个完整的装配模块，以后不再拆开。程序的静态链接方式修改各模块的起始地址修改模块中所有涉及相对地

4、址的指令程序装入时的动态链接方式程序编译后所得到的一组目标模块，装入目标模块时，若发生外部模块调用，装入程序将外部模块调入内存，同时修改目标模块中的相对地址。优点：便于修改和更新：因为各目标模块是分开存放的。便于实现对目标模块的共享：OS很容易将一个目标模块，链接到几个应用模块上，实现多个应用程序对该模块的共享。程序运行时的动态链接方式某些模块有时不需要运行，如异常处理模块。需要用到的模块才进行链接。优点：加快程序的装入过程：凡在执行过程中未被用到的目标模块，都不会被调入内存和被链接到装入模块上。

5、节省内存空间：仅装入运行所需要的模块。内存存储器的层次结构程序的装入和链接连续分配存储管理方式对换分页存储管理方式分段存储管理方式虚拟存储器概述请求分页存储管理方式页面置换算法“抖动”与工作集请求分段存储管理方式连续分配存储管理方式连续分配指为一个程序分配一个连续的内存空间。连续分配方式分为四类：单一连续分配固定分区分配动态分区分配动态重定位分区分配单一连续分配单道程序环境下内存分为系统区和用户区系统区仅提供给OS使用，在内存的低址部分用户区仅装有一道用户程序，即整个内存的用户空间由该程序独占缺点

6、：不支持多道主存利用率不高程序的运行受主存容量限制固定分区分配多道程序环境下整个用户空间划分为若干个固定大小的区域每个分区中只装入一道作业固定分区分配划分分区的方法分区大小相等：所有的内存分区大小相等，缺点是缺乏灵活性.分区大小不等：存储器分区划分为若干个大小不等的分区.固定分区分配内存分配建立分区使用表，记录每个分区的起始地址、大小及状态（是否已分配）。当用户程序装入时，由内存分配程序依据程序大小检索该表，从中找出一个能满足要求的、尚未分配的分区，将之分配给该程序，然后将该表项中的状态置为“已分

7、配”。若未找到大小足够的分区，则拒绝为该用户程序分配内存。若每个分区的大小固定，会造成存储空间浪费。固定分区分配动态分区分配根据进程的实际需要动态分配内存空间动态分区分配中的数据结构动态分区分配算法分区分配操作动态分区分配动态分区分配中的数据结构空闲分区表或空闲分区链动态分区分配动态分区分配算法传统的顺序式搜索算法索引式搜索算法动态分区分配分区分配操作分配内存：根据分配算法，从空闲分区表中找到合适的分区。若分区大小比请求空间大（超过分区最小极限值），则对分区进行分割。回收内存：当进程运行完毕释放内

8、存时，系统根据回收区的首地址，合并回收进空闲分区表回收区与插入点的前一个空闲分区F1相邻接回收分区与插入点的后一空闲分区F2相邻接回收区同时与插入点的前、后两个分区邻接回收区既不与F1邻接，又不与F2邻接基于顺序搜索的分区分配算法为了实现动态分区分配，通常是将系统中的空闲分区链接成一个链。顺序搜索，是指依次搜索空闲分区链上的空闲分区，寻找一个大小能满足要求的分区。首次适应算法：选择分区时总是按地址从高到低搜索。循环首次适应算法：类似首次适应法每次分区时，总是从上次查找结束的地方开始