《操作系统》PPT课件(I)

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1、操作系统内存管理概述存储管理基本技术分页存储管理分段存储管理段页式管理页的置换算法概述基本概念虚拟存储器重定位存储器的层次3级存储器结构存储管理在单道程序系统中，存储管理就是分配和回收内存区。在多道程序系统中，要求存储管理具有内存空间管理、地址转换、内存扩充、内存保护和共享等功能。内存空间管理分配策略：静态、动态策略：调入策略、放置策略、置换策略地址转换（重定位）逻辑地址到物理地址转换地址转换分静态地址重定位和动态地址重定位内存扩充通过软件技术实现内存扩充实存：覆盖、交换虚存：内外存统一的内存扩充技术内存的共享和保护内存共享：共享内存中程序和数据内存保护：保证每道程序在自己的内存空间运

2、行，不破坏系统和其他用户程序内存保护技术：上下界保护、存储键保护虚拟存储器计算机系统把辅存当作主存进行扩充，对用户来说，计算机系统有一个容量很大的主存关键：程序的逻辑地址和主存的实际地址相脱离。虚拟地址空间的限制：指令中的地址场长度的限制外部存储器大小的限制容量：主存和辅存之和虚拟存储器特性虚拟性离散性多次性交换性重定位1）绝对地址、相对地址和逻辑地址空间2）重定位用户程序装入内存时对有关指令地址的修改称重定位技术。重定位分静态地址重定位，动态地址重定位。静态地址重定位在程序装入过程中由装配程序进行重定位。50MOVAX，[100]01003271050MOVAX，[1100]1100

3、3271000程序空间内存空间不能移动连续空间不能部分装入动态地址重定位在程序执行过程中，每次访存时将访问的程序地址转换成内存地址。50MOVAX，[100]01003271050MOVAX，[100]11003271000程序空间内存空间1000100100+1100BVM解决静态地址重定位的问题。存储管理的基本技术分区法可重定位分区法覆盖技术交换技术分区法分区管理：给每一个内存中的进程划分一块适当大小的存储块，以连续存储各进程的程序和数据，使各进程能并发进行。分区管理：固定分区、动态分区固定分区处理作业之前，存储器就被划分成若干分区1、数据库2、存储分配和回收3、存储保护和重定位4

4、、优缺点数据库存储分块表MBT：用于描述内存各分区使用情况的数据结构。分区号大小位置状态112KB20KB使用232KB32KB使用364KB64KB使用4128K128KB未用存储分配要求XK大小分区取存储分块表第一项表结束？该分区未使用？分区大小XK？状态位置置“使用”向用户返回分区号YNYNNY无法分配取下一项存储回收给出分区号：把状态为由使用未用存储保护和重定位存储保护：使用上下界保护使用存储键保护——分区号即为存储键重定位：静态地址重定位例有三个存储区。其大小为2K，6K，12K现有作业：1.2K，6K，12K2.6K，6K，6K内部碎片：一个需要M个字的作业可能包含在N

5、个字的存储空间（NM），则N-M为内部碎片外部碎片：当某个存储空间空闲时，但对于等待的作业又太小，该空闲块为外部碎片。优缺点优点：存储管理简单，硬件支持为一对界地址寄存器。缺点：内存利用率不高。动态分区在系统运行过程中建立分区，并使分区的大小和作业相符。特点：分区个数可变，分区大小可变主存中分布着个数和大小都是变化的自由分区或碎片数据库可变分区的分配和回收四种放置策略存储器的紧缩和程序的浮动动态重定位的可变分区多道管理数据库存储分块表分开设置两个存储管理表：已经使用分区表和自由分区表自由存储块链两个存储管理表区号大小位置状态区号大小位置状态18K312K已分132K352K空闲232

6、K320K已分2空3空3520K504K空闲4120K384K已分UBTFBT自由存储块链在每个已分配的分区和未分配的空白区中附上表格，然后用地址指针把所有空白区链接起来。在每个分区中，前末两个字用来存入下列有关信息：状态信息：1已分配0空白区大小指针：只有空白区有1N+21N+2容纳N个字的作业0N+20N+2N个字可用前向指针后向指针已使用分区自由分区分配和释放算法分配步骤：从未分配表中找到一个足以容纳该作业的可用空白区（未分配区）如果这个空白区比所要求的大，则将它分成两部分：一部部分成为已经分配的分区，剩余部分仍为空白区修改两个存储表的有关信息，并回送一个所分配分区的序号或

7、该分区的始址回收步骤：检查回收的分区是否与空白区相邻接，如有则加以合并，使之成为一个连续的空白区修改两张存储表F1空白R回收F1空白R回收F2空白R回收F1空白R回收四种放置策略空闲区的组织方法四种放置策略空闲区的组织方法按空闲区首址递增的次序归类组织空闲区表或队列。按空闲区大小递增或递减的次序归类组织空闲区表或队列。四种放置策略首次适应法最佳适应法最坏适应法下次适应法首次适应法首次适应法要求空闲区按首址递增的次序组织空闲区表或队列。优点：