计算机操作系统 教学课件 作者 郁红英 冯庚豹1 第3章 存储管理2——段式存储管理.ppt

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1、●方便编程●分段共享●分段保护●动态链接●动态增长●引入原因3.5段式存储管理段式存储管理的基本原理整个作业的地址空间被分成若干个段，每个段采用一段连续的地址空间，段的长度由相应的逻辑信息的长度决定。地址变换机构分页和分段的区别●分页和分段的目的●页是信息的物理单位，分页是系统管理的需要，而不是用户的需要。●段是信息的逻辑单位，它含一组意义完整的信息。分段是为了更好地满足用户的要求。●页和段长度●页的大小固定，由系统确定。●段的长度不固定，决定于用户所编写的程序。●地址空间●分页的作业地址空间是一维的，即单一的线性地址空间。●分段的作业地址空间是二维的，程序员在标识一个地址时，需给出段名

2、和段内地址。请段式存储管理系统段表的扩充●存取方式：用于标识本段的存取属性是只执行、只读，还是允许读/写。●状态位：指示该段是否已进驻内存。●访问字段：用于记录本段有多长时间没有被访问。置换算法在选择换出段时参考。●修改位：表示该段调入内存后是否被修改过。●增补位：这是请求段式存储管理系统中特有的字段，用于表示本段在运行过程中是否进行过动态增长。●外存地址：用于指出该段在外存的地址，供调入该段时使用。缺段中断机构地址变换机构段与页的共享●由于段是信息的逻辑单位，用户易于实现对段的共享，也容易对段进行保护。●而页虽也可共享，但不方便。●举例例如有一个多用户系统，可同时容纳40个用户，它们都

3、执行一个文本编辑程序，该文本编辑程序含有160KB的代码和40KB的数据，如不共享，共需160*40+40*40=8MB的内存空间来支持40个用户。若代码是可重入的，则无论是分页系统还是分段系统都可以共享该代码段，因此内存只需留一个文本编辑程序，所需空间为160+40*40=1760KB。页的共享注意：页的共享要求作业地址空间的共享页必须具有相同的页号。使用分页系统，每个页面的大小是4KB，则代码段占160/4=40个页面，数据段占40/4=10个页面段的共享使用分段系统，不要求段号相同。实现段的共享数据结构●共享进程计数：记录了共享某段的进程个数，设置整型变量count。●存取控制：对

4、于一个共享，不同的进程可以有不同的存取控制权限。●段号：对于同一共享段，不同的进程可以使用不同的段号去共享该段。分段的分配与回收分配回收●对第一个请求使用该共享段的进程，由系统为该共享段分配一物理区，再把共享段调入该区，同时将该区的始址填入该进程的段表的相应项中。●在共享段表中增加一表项，填写有关数据，置count=1；当其他进程要调用该共享段时，无需再分配内存，只需在调用进程的段表中增加一表项，在共享段表中，填加进程的名字等项目，令count加1。●当进程不使用某共享段时，删除共享段表中有关该进程的项目，令count减1，当count=0时，回收该共享段的物理内存，删除共享段表中对应项

5、。分段动态链接L间接地址●静态链接●动态链接●装入时动态链接：在装入内存时，边装入边链接。●运行时动态链接：运行时，用到哪个模块，再链接哪个模块，用不到的模块可不装入内存。●间接字●L=1：表示要动态链接，发出链接中断信号，转系统处理。●L=0：直接地址。动态链接的实现实现动态链接对编译器的要求●当某段的指令是访问本段内的地址时，将其译成直接寻址指令。●当某段的指令是访问本段外的地址时，将其译成间接寻址指令，并将链接中断位L置1，设置链接中断处理程序。动态链接过程●当程序执行到LOAD1，0

6、1000时，由于L=1发出链接中断信号，OS得到控制。●系统找到[0]段的1004号单元处的符号

7、串”[X]

8、“，将[X]段调入内存，分配一个段号[X]=1，同时找到=120后修改间接字，并置L=0。●中段返回后，执行指令，此时L=0为直接寻址指令。动态链接示意图段页式存储管理●分页系统能有效地提高内存的利用率——解决外部碎片问题。●分段系统则能更好地满足用户编程的需要——解决段的共享、动态连接等问题。●将两者结合起来，汲取两着的优点，产生段页式存储管理。●3.6段页式存储管理段页式地址变换机构页的大小：4KB5*4KB+500B=20980●3.7Windows2000的内存管理●Windows2000基于Intel80x86及PentiumCPU芯片●Intel80x

9、86及PentiumCPU既支持分段，也支持分页。可根据需要构成以下四种存储管理方式：●不分段也不分页。这种方式可用于高性能的控制器。●分页不分段。这种方式成为一个单纯的页式存储管理系统，UNIX/386、Linux、Windows2000采用这种方式。●分段不分页。●段页式存储管理机制。OS/2等采用这种方式。Intel80x86及PentiumCPU的地址变换Intel80x86及PentiumCPU的段表●当访问某段时，将段选