第5章 存储管理.ppt

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1、2.3页式存储管理引入目的将作业化整为零装入主并，减少碎片，避免内存紧缩。①基本原理将主存空间按大小一定的块划分，称为物理块或页框，按同样尺寸将作业（程序）的地址空间划分，称为逻辑页或虚页，其不足一页的部分补齐为一页;作业（程序）加载按页为单位，可零散放入不连续的页框中，通过页表施加管理。01234564213112218240123456页号页表作业地址空间012345678910111213141516171819202122232425262728293031主存②相关数据结构1）进程页表用于描述相应进程占用页框及其逻辑排列顺序，在作业（程序）装入主存时建立。2

2、）物理页面表描述整个系统物理内存的使用情况。3）请求表描述整个系统各进程页表的位置及大小。③地址变换借助特定寄存器，分割进程访问的逻辑地址，非法逻辑页号则越界，经合法性检查最终形成实际地址。始址页表长度PWBW页表寄存器作业i页表逻辑地址+④快表将页表装入CPU内部的相联存储器并实现按内容查找，相联存储器的访问速度比主存快得多。2.4页式虚拟存储-请求式分页存储管理①基本思想基于局部性原理，页面管理按需调入调出。②三个问题1）确定所需页面的位置2）缺页调入3）页面淘汰转换③数据结构页描述扩充情况1）状态位（存在位）2）修改位3）外存地址4）访问位④缺页中断查页表时当状

3、态位指示该页不在主存时发生缺页中断，由相应处理程序负责调入该页，并重新执行被缺页打断的指令。⑤置换策略与算法1）固定分配局部置换2）可变分配全局置换3）可变分配局部置换抖动(颠簸)现象指刚被换出或淘汰出去的页面不久又被调入主存的现象。页面走向(页地址流)一个程序在其运行过程中所访问的页面号的序列，记作Z。页面失效(或缺页故障)指欲访问的页面不在主存的情况。页面失效率缺页故障次数占全部访问页面数的百分比，记作f。常用算法有（以固定分配局部置换为例）1）最佳淘汰算法OPT2）先进先出算法FIFO3)最近最久未用算法LRU示例系统分给程序的页框数m=3，z=（2，3，2，1

4、，5，2，4，5，3，2，5，2），按三种算法求页面失效率f.⑥性能评价1）排除主存容量限制，较小可用内存执行较大程序并容纳更多作业，提高效率。2）缺页处理增加系统负担，降低效率。减少缺页次数的分析1）提高程序质量2）控制页面大小3）分配适当页面数4）置换策略和算法⑦页面共享1）页面共享的原则和两个问题2）具体实现技术*建立一个链表，链接相应页表目*锁机制*公共页表分页不利于共享⑧页面保护扩充页表功能保护性中断2.5段式存储管理引入的原因1)页式机械分割,不利于共享、保护2)不利于结构化设计…CALL[X][E]CALL[Y][F]LOAD[A][116]………………

5、……主程序段[M]子程序段[X]子程序段[Y]数组[A]工作区段[B]0K0EP0FL0116N0S①基本原理类似于多重分区，设置段表记录各段的起始位置及段长。②数据结构1）进程段表描述作业进程地址空间各段在主存的情况。2）系统段表系统所有占有段情况。3）空闲段表系统所有空闲段情况。③地址转换借助特定寄存器，类似于分页。④与页式比较1）页是信息的物理单位;段是信息的逻辑单位。2）页尺寸固定，段尺寸不固定。3）页式地址空间是一维的，段式地址空间是二维的。2.6段式虚拟存储管理①基本思想类似于页式虚拟②问题及管理1）段表项的扩充增加的内容有存在位、修改位、扩充位、存取权限

6、、外存地址及访问统计。2）有关流程（见图）形成有效地址S段B单元S段在主存B=B存在长度>=S的空白区空白区长度>=S长形成实际地址执行指令越界处理缺段处理紧缩或调出若干分段调出若干分段紧缩装入S段调整段表退出中断保护中断越界中断缺段中断非法存取地址错取下一条指令YYYYYYYNNNNNNN③段的动态链接程序运行过程中根据需要对用到的子程序段和数据随时进行装配，称为动态链接。（在程序运行前完成的链接装配称为静态链接。）间接地址指示单元内容称为间接字。动态链接采用间接字并设立障碍位，为1表示要连接并发出链接中断，由系统处理;为0

7、表示不要链接。LOAD100直接编址800LOAD*100间接编址8001001001000800….LOAD1,[X][Y]….01234….LOAD*1,3

8、100….13

9、108….“[X][Y]”….段号3分段(汇编前)(汇编后)(连接前)60100108段表01234….LOAD*1,3

10、100….04

11、120….“[X][Y]”….段号360100108段表….Y：01557….段号4120④段的共享设置共享段表段的调用、段的调出和移动直接指向⑤段的保护作业隔离存取控制保护键2.7段页式存储管理基本思想用分段管理虚拟存储器，用分页管理主存