(最新)12-存储管理-2

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1、本次课主要内容虚拟存储器分页式存储管理请求分页管理常用页面淘汰算法虚拟存储器虚拟存储技术：把内存与外存有机的结合起来使用，从而得到一个容量很大的“内存”，这就是虚存。实现思想：当进程运行时，先将一部分程序装入内存，另一部分暂时留在外存，当要执行的指令不在内存时，由系统自动完成将它们从外存调入内存工作目的：提高内存利用率依据：程序执行时的顺序性和局部性。虚拟存储器程序局部性原理：在一段时间内一个程序的执行往往呈现出高度的局部性，表现在时间与空间两方面时间局部性一条指令被执行了，则在不久的将来它可能

2、再被执行空间局部性若某一存储单元被使用，则在一定时间内，与该存储单元相邻的单元可能被使用只把程序的一部分装入内存，会带来如下好处：1、由于每个进程都不必占用太多的物理内存，因此在内存中就可以同时驻留更多的进程，从而可以增加系统的利用率、吞吐量。2、由于不需要将进程的程序、数据等全部加载进内存，因而可以节约进程加载的时间，加快启动速度。3、可以用小物理内存运行大的应用程序，程序的大小不再受物理内存的限制。开发程序时可以不用考虑物理内存的大小。也就是说，有可能制造一种假象，使进程认为自己拥有大的地址

3、空间。虚拟存储器制造假象的方法是：1、将进程使用的逻辑地址空间与实际的物理地址空间分隔开，使进程看不到真正的物理内存。2、立刻答应进程对内存的所有请求，但并不真正给它分配内存。3、利用外存做仓库，将进程需要加载到内存的程序、数据等全部存放在仓库中。4、当进程访问自己的程序和数据时，如果它们在内存，则直接使用；如果它们不在内存，则为其分配内存，并以最快的速度将它们由仓库搬入内存。5、在内存紧缺时，将暂时不用的程序、数据等搬回仓库，腾出内存空间。虚拟存储器分区存储管理小节固定分区、可变分区、可重定位

4、分区内部碎片、外部碎片紧缩技术最先适应、最佳适应、下一个适应分区法交换技术、覆盖技术分区的保护方法分页式存储管理分页管理的思想：允许程序的存储空间不连续。程序可以分散地放在各个空闲的物理块中。既不需要移动内存中原有的信息，又解决了外部碎片问题，提高了内存利用率。一、分页管理的实现原理：程序中相对地址组成的空间是逻辑地址空间，内存中的空间是物理空间；把程序的逻辑地址空间和内存的物理空间按同样尺寸划分为若干个块，逻辑空间中的块称为页面（page,简称页），内存中的块，称为页帧（pageframe）、

5、物理页面或内存块（简称块）；分配物理存储空间时，以块为单位。01K2K3K4K5K6K7K8K…地址空间和存储空间的分页模型程序A01K2K3K4K第0页第1页第2页第3页第0块第1块第2块第3块第4块第5块第6块第7块01231347内存二、分页管理使用主要数据结构存贮分块表整个系统一张，用于记录各物理块的分配情况。页表每个进程一张，用于记录该进程逻辑页面与物理页面的对应关系。0310/10/10/10/10/1017……空闲块数……空块管理——位示图存储器分块管理管理表内存的分配与回收计算一

6、个作业所需要的总块数N查位示图，看看是否还有N个空闲块如果有足够的空闲块，则页表长度设为N，可填入PCB中；申请页表区，把页表始址填入PCB依次分配N个空闲块，将块号和页号填入页表修改位示图01K2K3K4K5K6K7K8K…地址空间和存储空间的分页模型程序A01K2K3K4K第0页第1页第2页第3页第0块第1块第2块第3块第4块第5块第6块第7块01231347内存页表三、分页系统中地址转换过程用户程序的划分是由系统自动完成的，对用户是透明的。一般，一页的大小为2的整数次幂，因此，逻辑地址的高

7、位部分为页号，低位部分为页内地址。0111231页号P页内位移量dP编号0~1048575d的值0~4095分页中的地址转换过程逻辑地址物理地址1P+1m+10p……n页表………1内存0nn+1……pddn举例：由逻辑地址得出页号和页内位移若页面大小为M，逻辑地址是u,则页面号p和位移d是:p=[u/M]d=umodM地址转换需要硬件的支持由硬件即可区分开页面号和页内位移。总线存储器磁盘控制器CPU包CPUMMUCPU发送虚拟地址给MMUMMU发送物理地址给存储器现代计算机硬件提供专用的内存管理

8、单元(MMU)来提供对分页系统进行动态重定态的支持。问题：采用内存放置页表会带来存取速度下降的矛盾。存取一个数据至少要访问两次内存，一次访问页表，确定存放对象的物理地址，另一次根据此物理地址存放数据或指令。解决办法：使用快表和快速地址转换。补充说明：四、快表和快速地址转换使用专用、高速小容量的联想寄存器，用它来存放正在运行的程序的最常用的页号和与之对应的物理块号（简称快表）。利用快表实现地址转换页表的基址＋bnpb逻辑地址物理地址1P+1s0p……n慢表……npn快表在快表中找到在快表中找不到简