os_ecust_4.ppt

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1、第四章存储器管理存储管理是指存储器资源（主要指内存并涉及外存）的管理。存储器资源的组织（如内存的组织方式）地址变换（逻辑地址与物理地址的对应关系维护）虚拟存储的调度算法本章的目的是了解各种存储器管理的方式和它们的实现方法。要求在学习时，明确存储管理的职能是对主存储器中的用户区域进行管理；理解在不同的管理方式下如何实现存储保护、地址转换、以及主存空间的分配和回收；比较各种管理方式的特点；掌握虚拟存储器的实现原理和方法。1本章内容程序的装入和链接分区存储管理基本分页存储管理方式基本分段存储管理方式虚拟存储器的基本概念请求分页存储管理方式页码置换算法请求分段存储管理方式24.1程序

2、的装入和链接4.1.1存储组织4.1.2存储管理的功能4.1.3重定位方法4.1.4链接34.1.1存储组织存储器的功能是保存数据，存储器的发展方向是高速、大容量和小体积。内存在访问速度方面的发展：DRAM、SDRAM、DRDRAM、SRAM等；硬盘技术在大容量方面的发展：接口标准、存储密度等；存储组织是指在存储技术和CPU寻址技术许可的范围内组织合理的存储结构。其依据是访问速度匹配关系、容量要求和价格。“寄存器-内存-外存”结构“寄存器-缓存-内存-外存”结构；微机中的存储层次组织：访问速度越慢，容量越大，价格越便宜；最佳状态应是各层次的存储器都处于均衡的繁忙状态（如：缓存

3、命中率正好使主存读写保持繁忙）；4存储层次结构快速缓存：SRAMDataCacheTLB(TranslationLookasideBuffer)内存：DRAM,SDRAM,DRDRAM等；外存：软盘、硬盘、光盘、磁带等；外存(secondarystorage)DOS核心命令处理程序内存(primarystorage)快速缓存(cache)寄存器(register)54.1.2存储管理的功能虚拟存储器：——存储器扩充，存储器的逻辑组织和物理组织；由应用程序控制：覆盖；由OS控制：交换（整个进程空间），虚拟存储的请求调入和预调入（部分进程空间）地址变换：可执行文件生成中的链接技术

4、程序加载(装入)时的重定位技术进程运行时硬件和软件的地址变换技术和机构内外存数据传输的控制：存储分配和回收：分配和回收算法及相应的数据结构。存储共享和保护：代码和数据共享地址空间访问权限（读、写、执行）64.1.3重定位方法重定位：实质是地址变换，它将作业地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中的物理地址，从而保证作业能够正常执行。由操作系统中的装入程序loader来完成。程序在成为进程前的准备工作编辑：形成源文件(符号地址)编译：形成目标模块(模块内符号地址解析)链接：由多个目标模块或程序库生成可执行文件(模块间符号地址解析)装入：构造PCB，形成进程(使用物理地址)重定位方法

5、：绝对装入可重定位装入动态装入返回71.逻辑地址、物理地址和地址映射逻辑地址（相对地址，虚地址）：用户的程序经过汇编或编译后形成目标代码，目标代码通常采用相对地址的形式。其首地址为0，其余指令中的地址都相对于首地址来编址。不能用逻辑地址在内存中读取信息。物理地址（绝对地址，实地址）：内存中存储单元的地址。物理地址可直接寻址。地址映射：将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址。当程序装入内存时,操作系统要为该程序分配一个合适的内存空间，由于程序的逻辑地址与分配到内存物理地址不一致,而CPU执行指令时，是按物理地址进行的，所以要进行地址转换。8逻辑地址、物理地址

6、和地址映射9程序的装入和链接编译链接装入编译：目标模块链接：装入模块装入：将模块装入内存10绝对装入优点：装入过程简单。缺点：过于依赖于硬件结构，不适于多道程序系统。在可执行文件中记录内存地址，装入时直接定位在上述(即文件中记录的地址)内存地址。11可重定位装入优点：不需硬件支持，可以装入有限多道程序（如MSDOS中的TSR）。缺点：一个程序通常需要占用连续的内存空间，程序装入内存后不能移动。不易实现共享。在可执行文件中，列出各个需要重定位的地址单元和相对地址值。当用户程序被装入内存时，一次性实现逻辑地址到物理地址的转换，以后不再转换（一般在装入内存时由软件完成）。即：装

7、入时根据所定位的内存地址去修改每个重定位地址项，添加相应偏移量。12动态装入优点：OS可以将一个程序分散存放于不连续的内存空间，可以移动程序，有利用实现共享。能够支持程序执行中产生的地址引用，如指针变量（而不仅是生成可执行文件时的地址引用）。缺点：需要硬件支持（通常是CPU），OS实现较复杂。它是虚拟存储的基础。在可执行文件中记录虚拟内存地址，装入和执行时通过硬件地址变换机构，完成虚拟地址到实际内存地址的变换。134.1.4链接链接方法静态链接动态链接链接是指多个目标模块在执行时的地址空间分配和相互引用