仓储存储管理大学课件.ppt

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1、第4章存储管理本章内容提要地址空间与重定位分区管理技术分页技术分段技术虚拟存储概念请求分页技术内存块分配和抖动问题段式虚拟存储器Linux中的存储管理技术4.1地址空间与重定位内存（MainMemory或PrimaryMemory或RealMemory）也称主存，是指CPU能直接存取指令和数据的存储器。内存在计算机系统中的地位4.1.1用户程序的地址空间1．存储器的层次2．用户程序的地址空间■主要处理阶段编辑编译连接装入运行■有关概念●装入程序——其功能是将程序模块放入内存，并进行重定位。它通常与连接程序一起使用。●相对地址或逻辑地址●

2、绝对地址或物理地址■程序装入内存的方式①绝对装入方式②可重定位装入方式③动态运行时装入方式4.1.2重定位概念逻辑地址空间（简称地址空间）由程序中逻辑地址组成的地址范围内存空间（也称物理空间或绝对空间）由内存中一系列存储单元所限定的地址范围重定位程序和数据装入内存时，需对目标程序中的地址进行修改。这种把逻辑地址转变为内存物理地址的过程称作重定位重定位方式静态重定位动态重定位1．静态重定位目标程序装入内存时进行地址变换程序装入内存时的情况静态重定位示意图▲优点:无需增加硬件地址转换机构●主要缺点:位置“钉死”；不便共享2．动态重定位程序执行

3、期间进行重定位动态重定位示意图●主要优点：位置可变，不必连续；易于共享▲主要缺点：需要附加硬件支持；软件算法比较复杂4.1.3对换技术对换两个进程示意图早期的对换技术用于单用户系统●主要优点：利用外存来解决内存不足的问题▲主要缺点：效率很低；不能保证充分利用内存在多道程序环境中也采用对换技术4.2分区管理技术4.2.1分区法分区分配是为支持多道程序运行而设计的一种最简单的存储管理方式。1．固定分区法分区个数固定不变，各个分区的大小固定不变，不同分区的大小可以不同系统建立一张分区说明表。每个分区对应表中的一项。各表项包含每个分区的起始地址、

4、分区大小以及状态（是否正被使用）。▲分区的申请和释放固定分区法固定分区管理示意图分区说明表●优点：管理方式简单，所需操作系统软件和处理开销都小▲缺点：①内存空间利用率不高，碎片严重；②活动进程数目受限；③无法预知所需内存大小2．动态分区法⑴分区的分配各个分区是在相应进程要进入内存时才建立的，使其大小恰好适应进程的大小MVT的内存分配和进程调度情况▲操作系统内部设置一个内存登记表动态分区法⑵数据结构常用的数据结构形式有以下两种：①空闲分区表②空闲分区链使用链指针把所有的空闲分区链接成一条链⑶分配算法①最先适应算法（First-fit）空闲表

5、是按地址排列的（即空闲块地址小的，在表中的序号也小）。②最佳适应算法（Best-fit）空闲表是以空闲分区的大小为序、按增量形式排列的，即小块在前，大块在后。③循环适应算法（Next-fit）最先适应算法的变种。它不从空闲表的开头查找，而从上次找到的可用分区的下一个空闲分区开始查找，从中选择满足大小要求的第一个空闲分区。④最坏适应算法（Worst-fit）空闲表是以空闲块的大小为序，且大块在前、小块在后。⑷硬件支持通常用一对寄存器分别表示用户进程在内存空间的上界地址值和下界地址值。这对寄存器是所有用户进程共用的⑸碎片“碎片”或“零头”：内

6、存中这种容量太小、无法利用的小分区内部碎片：在一个分区内部出现的碎片（即被浪费的空间），如固定分区法会产生内部碎片。外部碎片：在所有分区之外新增的碎片⑹分区分配的优缺点●主要优点：有利于多道程序设计，所需硬件支持很少，管理算法简单，易于实现。▲主要缺点：碎片问题严重，内存利用率低，不利于大作业运行，作业大小受内存总量限制。4.2.2可重定位分区分配■紧缩（或拼凑）——移动某些已分配区的内容，使所有进程的分区紧挨在一起，而把空闲区留在另一端。■可重定位分区法动态重定位经常是用硬件实现的。硬件支持包括一对寄存器紧缩时机●释放所占分区时●分配进

7、程分区时可重定位分区的紧缩示意图■动态重定位的实现过程动态重定位经常用硬件实现硬件支持基址寄存器限长寄存器动态重定位的实现过程■可重定位分区法的优缺点●优点：可以消除碎片，能够分配更多的分区，有助于多道程序设计，提高内存的利用率。▲缺点：◎紧缩花费了大量CPU时间◎当进程大于整个空闲区时，仍要浪费一定的内存◎进程的存储区内可能放有从未使用的信息◎进程之间无法对信息共享4.3分页技术4.3.1分页的基本概念■分页存储管理的基本方法①逻辑空间分页——若干大小相等的页面②内存空间分块——又称内存块或页框，由硬件（系统）确定③逻辑地址表示分页技术

8、的地址结构示意图▲给定的逻辑地址是A，页面的大小为L，则页号p和页内地址d可按下式求得p=INT(A/L),d=AMODL式中，INT是向下整除的函数，MOD是取余函数。分页存储管理的基本概念