连续存储分配、页式存储管理

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1、第十一讲连续存储分配、页式存储管理目的与要求：了解连续存储分配，掌握页式存储管理。重点与难点：连续可变存储管理；页式存储管理。作业：5，6，7，11第五章存储管理研究作业或进程在主存的存放问题(以放的方法为线索）：放（placement）取（fetch）替换（replacement）连续、非连续内存空间安排5.1连续空间分配5.1.1单道连续分配特点：任一时刻内存只有一道作业，该作业连续存放于内存中。一、空间划分与保护操作系统用户程序0aa+1n界地址寄存器界地址寄存器主存A>a?cputruefalse地址A终止程序运行越界检

2、查机构：用户程序每次执行访存指令，硬件越界检查机构将访问的地址与界地址寄存器中的值比较。若越界，则终止其执行。二、覆盖（overlap）操作系统固定区(4k)覆盖区(6k)覆盖区(10k)A(4k)E(10k)D(6k)C(4k)B(6k)F(8k)因内存小于作业的程序空间而引入覆盖。将用户空间划分成一个固定区和多个覆盖区。主程序放固定区，依次调用的子程序则放在同一个覆盖区。操作系统提供覆盖系统调用函数，由用户编程序时考虑调用。基本思想：将处于等待状态(等I/O)或就绪(等CPU)状态的进程从主存换出到辅存，把将要执行的进程移入

3、主存。三、交换交换要花费较长的时间。I/O对于交换的要求:必须在系统空间设立I/O缓冲区。特点：任一时刻内存可有多道作业，每道作业连续存放于内存.操作系统U1...Un5.1.2多道固定划分法一、空间划分及保护将用户内存空间分成长度固定的若干块。用户空间1.上下界寄存器和地址检查机构。当作业被调度运行时，作业在内存中的上下界地址送上下界寄存器，每次执行访存指令时，地址检查机构作越界检查。作业程序要是绝对地址或静态可浮动的。CPU主存下界寄存器上界寄存器>

4、、长度寄存器和动态地址转换机构。当作业被调度运行时，将作业所占内存基址及长度送基址、长度寄存器，每次执行访存指令时，先看访问地址是否小于长度，然后+基址进行访存。用户程序代码是动态浮动的。CPU主存基地址寄存器长度寄存器<+True地址AF程序性异常二、作业存储调度OS4k6k12kOS4k6k12k...7k3k4k5k...3k4k1k2k...5k6k...7k10k11k8k多队列法单队列法三、存储碎片内部碎片：内存某存储区间大于其存放作业空间的部分。外部碎片：内存某存储区间容不下要运行的作业时。OS12k4k3K内部碎

5、片OS4k6k12k作业长度：5K、8K、12K外部碎片一、管理方法5.1.3多道连续可变划分法特点：多道、连续、但不固定划分内存。系统设置一个空闲块队列，初始状态时队列中只有一个连续的空闲块。作业到达后，以某种策略分配空间。作业撤离时，将释放的空间加入空闲队列。举例：假设任一时间段内，内存中每一作业的运行时间片相等。作业到来次序所需存储量运行时间160102100533020470855015OS040256J1J2J3J4J5分配：分配策略包括首次满足法/最佳满足法/最大满足法，在找到合适的空闲块后，从其中将作业大小的空间分

6、给作业，而剩余部分挂入空闲队列。下面F是空闲块集合;size(k)为块k的大小;size(v)为用户所需空间。if所有属于F的k，均有size(k)

7、k2}紧致：通过移动作业位置可以将零散的空闲块连接成大块。要求作业动态可浮动。Bitmap数组{1,1,1,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0}321412空闲队列头二、可用空间管理除用队列表示可用空闲块外,也可以用数组登记可用空闲块，数组项=用户空间总量/基本分配单位。一、空间安排用户进程空间(地址)叫逻辑空间(地址)内存空间(地址)叫物理空间(地址)，用相同长度为单位对逻辑空间等分出的每个区域叫页，对物理空间等分出的区域叫页帧。5.2不连续空间分配5.2.1页式管理特点：作业(进程)分成页面，内存也划分成页面，将作业(进

8、程)页面不连续地分布到内存页面。回收：当进程结束时，系统回收它的所有物理页帧入空闲队列。二、动态地址转换机构因页式方法中逻辑地址与物理地址之间失去自然联系，故要通过页表，并由硬件动态地址转换机构将逻辑地址映射成物理地址才能正确访存。分配：系统初始时，所有页帧都在