《分页式存储管理》PPT课件

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1、3.3分页式存储管理在可变分区存储管理系统中，要求一个作业必须装入内存某一连续区域内。这样，经过一段时间的运行，随着多个作业的进入与完成，内存中容易产生许多分散的、比较小的外部碎片。解决这一问题的一个方法是采用紧凑技术，但紧凑技术比较花费处理机时间。为此，人们考虑另一种解决方法，即打破一个作业必须装入内存连续区域的限制，可把一个作业分配到几个不连续的区域内，从而不需移动内存原有的数据，就可有效地解决碎片问题。这一思想的应用就是分页式存储管理。分页式存储管理是在大型机操作系统中被广泛采用的一种存储管理方案

2、。某作业申请Xk内存有不小于Xk的内存区分配分区并修改相应链表指针返回分区号给作业空闲区和不小于Xk无法分配紧凑内存个空闲区并修改相应链表指针NNYY图3.12采用动态重定位的可变式分区分配算法分页式存储管理的基本思想是:把内存空间分成大小相等、位置固定的若干个小分区，每个小分区称为一个存储块，简称块，并依次编号为0，1，2，3,……，n块，每个存储块的大小由不同的系统决定，一般为2的n次幂，如1KB，2KB，4KB等，一般不超过4KB。而把用户的逻辑地址空间分成与存储块大小相等的若干页，依次为0，1，

3、2，3，……，m页。当作业提出存储分配请求时，系统首先根据存储块大小把作业分成若干页。每一页可存储在内存的任意一个空白块内。此时，只要建立起程序的逻辑页和内存的存储块之间的对应关系，借助动态地址重定位技术，原本连续的用户作业在分散的不连续存储块中，就能够正常投入运行。3.3.1分页式存储管理中存储块的分配与回收:⑴位图法位图法是用存储单元中的二进制位与存储块相对应，某位的值为0，表示对应的存储块是空闲的，其值为1，表示已分配。把这些二进制位组合在一起，就构成一张位图。如图3.13（a）所示，假设内存中前

4、16块的情形是：0，1两块由操作系统占用，作业1占用2，8，12三块，作业2占用4，7，10，14四块，3，5，6，9，11，13，15是空闲块，图3.13（b）反映了此时系统采用位图法表示的存储块使用情况。操作系统操作系统作业1作业2作业2作业1作业2作业1作业2(a)块使用情况1110100110101010(b)存储块使用情况的位图表示图3.13存储块的位图管理法⑵链表法在分区存储管理中，使用链表方式来管理空闲分区的方法同样也适于页式存储管理，而且由于块的大小相同，在每个空闲块中只需包含有下一个空

5、闲块的指针信息即可。系统设定一个空闲块链表头指针指向链表的第一个空闲块。当用户申请内存时，根据链表头指针顺序分配即可；回收时，只需将该块插入表头就可以。3.3.2分页式存储管理的地址重定位分页式存储管理中的地址重定位是非常重要的，要使不连续的、分散的用户程序能正常运行，须采用动态地址重定位。通常可在内存中为每个作业开辟一块特定区域，建立起作业的逻辑页与存储块之间的对应表格关系，这种表常称为页面映象表，简称页表。对当前运行作业的页表由一个专用的控制寄存器——页表始址寄存器来指定。逻辑地址由硬件分成的两部分

6、页号p和页内地址w是系统自动进行的，对用户是透明的。页内地址的长度由页大小决定，逻辑地址中除去页内地址所占的低位部分外，其余高位部分为页号。假定一个系统的逻辑地址为16位，页大小为1KB，则逻辑地址的低10位（210=1KB），被解释成页内地址w，而高6位则为页号p，地址结构如下：页号p(6位)页内地址w(10位)15100图3.14逻辑地址结构现在我们举例说明动态地址重定位的实现过程。比如，现有一个系统，内存容量共256k，存储块的大小为1k，共有256块，编号为0～255。第0～4块为操作系统所使用

7、。现有2个用户作业，作业1和作业2，其逻辑地址空间分别占2k和2.5k，进入系统后，按块的大小划分分别占2页和3页（因内存是以块为单位分配的），它们的分页情况如图3.15所示。0页1页0页1页2页块号操作系统05空闲18作业1(0页)作业2作业1页表作业2(0页)作业2(1页)06作业1(1页)17空闲210作业2(2页)作业2页表空闲页号作业101KB2KB-101KB2KB2.5KB-104KB5KB6KB7KB8KB9KB10KB11KB12KB图3.15分页式存储管理示意图在图3.14中的页表反

8、映了作业1和作业2的各页在内存中相应的存储块号。假设作业2正在运行，在第0页某单元处有一条指令MOVR1，[2500]，因每页长度为1k，所以由逻辑地址的低10位构成页内地址，2500为十进制数，转化为十六进制为09C4H（二进制为0000100111000100），取低十位为1C4H，为页内地址w；高6位为2，形成页号p，查页表知第2页在内存第10块，得到内存地址的块号b，逻辑地址的页内地址作为块内地址w，一起构成新的物理地址为29C4H