第3章存储管理.ppt

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1、第3章存储管理本章学习目标3.1存储管理概述3.2连续分配存储管理方式3.3页式存储器管理3.4段式存储管理3.5段页式存储管理3.6虚拟存储器3.7请求分页存储管理3.8请求分段存储管理本章目标理解与掌握存储管理的功能。理解与掌握单用户连续、固定分区和可变分区存储管理方式。理解与掌握页式存储管理方式。了解段式、段页式存储管理方式。理解请求页式虚拟存储管理方式。本章学习目标本章首先介绍了存储管理的研究对象和目的，明确了存储管理的基本功能和有关的基本概念；然后从实存和虚存两个角度，分别介绍了常用的几种存储管理方案；最后对各种

2、存储管理方案存在的问题，主要是碎片和抖动问题进行了总结。本章的主要内容如下：(1)存储管理的目的和四大基本功能。(2)实存管理中讲述了固定分区存储管理、可变式分区存储管理、纯分页存储管理三种存储管理方案的实现原理(3)虚存管理以请求式分页存储管理为重点(4)总结各种存储管理方案中存在的碎片和抖动问题及解决方法3.1存储管理的概述3.1.1存储器的层次结构3.1.2存储管理的功能3.1.3地址重定位多级存储器体系示意图3.1.1存储器的层次结构①内存空间的分配和保护。内存储器中允许同时容纳各种软件和多个用户程序时，必须解决内

3、存空间如何分配以及各存储区域内的信息如何保护等问题。②内存空间的重定位。配合硬件做好地址转换工作，把一组逻辑地址空间转换成绝对地址空间，以保证处理器的正确执行。③内存空间的共享。在多道程序设计的系统中，同时进入内存储器执行的作业可能要调用共同的程序。④内存空间的扩充。提供虚拟存储器，使用户编制程序时不必考虑内存储器的实际容量，使计算机系统似乎有一个比实际内存储器容量大的多的内存空间。3.1.2存储器的功能1．程序的装入（1）绝对装入方式。也称直接分配方式。这种方式指程序在编写程序或编译程序对源程序编译时采用实际存储地址。采

4、用这种方式，必须事先划定作业的可用空间，因此这种绝对装入方式的存储分配，存储空间的利用率不高，对用户使用也不方便。（2）可重定位方式。也称静态分配方式。在将作业装入内存时才确定它们在内存中的位置。也就是说，存储空间的分配是在作业装入内存时实现的。采用这种装入方式，在一个作业装入时必须分配其要求的全部存储量；如果没有足够的存储空间，就不能装入该作业。此外，作业一旦进入内存后，在整个运行过程中不能在内存中移动，也不能再申请内存空间。这种装入方式实际上就是静态重定位。（3）动态运行时装入方式。3.1.3地址重定位2．地址重定位基

5、本概念（1）逻辑地址一个应用程序经编译后，通常会形成若干个目标程序，这些目标程序再经过连接而形成可装入程序。这些程序的地址都从“0”开始的，程序中的其他地址都是相对于起始地址计算；由这些地址所形成的地址范围称为地址空间，其中的地址称为逻辑地址或相对地址。（2）绝对地址当用户把作业交给计算机执行时，存储管理就为其分配一个合适的内存空间，这个分配到的内存空间可能是从“A”单元开始的一个连续地址空间，称为“绝对地址”空间，其中的地址称为物理地址或绝对地址。（3）地址重定位由于逻辑地址经常与分到的内存空间的绝对地址不一致，而且对于

6、每个逻辑地址在内存储器中也没有一个固定的绝对地址与之对应。因此，不能根据逻辑地址直接到内存储器中去存取信息。由于处理器执行指令是按绝对地址进行的，为了保证作业的正确执行，必须根据分配到的内存区域对它的指令和数据进行重定位，即把逻辑地址转换成绝对地址。把逻辑地址转换成绝对地址的工作称为地址转换或地址重定位或地址映射。3．静态、动态重定位重定位的方式可以有静态定位和动态定位两种。（1）静态重定位静态重定位在装入一个作业时，把作业中的指令地址和数据地址全部转换成绝对地址。由于地址转换工作是在作业执行前集中一次完成的，所以在作业执

7、行过程中就无需进行地址转换工作。这种定位方式称静态重定位。（2）动态重定位动态重定位是在程序执行过程中，每当访问指令或数据时，将要访问的程序或数据的逻辑地址转换成物理地址。由于重定位过程是在程序执行期间随着指令的执行逐步完成的，故称为动态重定位。150011001250作业地址空间存储地址空间0LOAD1,25031002505001000LOAD1,12503图3.3动态重定位过程重定位寄存器具+逻辑地址作业地址空间存储地址空间0LOAD1,25031002505001000LOAD1,12503110012501500

8、2501000（b）采用动态重定位时内存空间及地址重定位示意图（a）采用静态重定位后的内存空间静态地址重定位和动态地址重定位示意图3.2连续分配存储管理方式3.2.1单用户连续存储管理3.2.2固定分区存储管理3.2.3可变分区存储管理1.单用户连续存储管理单用户连续存储管理方式是一种最简单的存储管理方