计算机操作系统(汤小丹第三版)第4章 存储器管理.ppt

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1、第四章存储器管理4.1存储器的层次结构4.2程序的装入和链接4.3连续分配方式4.4基本分页存储管理方式4.5基本分段存储管理方式4.6虚拟存储器的基本概念4.7请求分页存储管理方式4.8页面置换算法4.9请求分段存储管理方式1第四章存储器管理*为多道程序的运行提供良好的环境主要任务：*方便用户使用存储器*提高存储器的利用率*逻辑上扩充内存*内存分配：主要功能：*内存保护：*地址映射：*内存扩充：24.1存储器的层次结构4.1.1多级存储器结构高低小大快慢辅存寄存器高速缓存主存磁盘缓存磁盘磁带、光盘、移动存储等速度容量价格位／CPUCPU主机图4-1计算机系统存储系统结

2、构3RegistersCacheMainMemoryMagneticDiskMagneticTapeTypicalAccessTime1nsec2nsec10nsec10msec100secTypicalCapacity<1KB32MB128MB–1G40GB–200GB40GB–500GB4.1存储器的层次结构4.1.1多级存储器结构图4-1计算机系统存储系统结构44.1存储器的层次结构4.1.2主要存储器1、主存储器（内存）主要存放CPU当前使用的程序和数据。速度快容量有限CPUCache主存外存（寄存器）53、高速缓存存放CPU在当前一小段时间内多次使用的程序和数

3、据。速度很快容量小2、辅助存储器（外存）存放大量的后备程序和数据。速度较慢容量大4、磁盘缓存64.2程序的装入和链接图4-2对用户程序的处理步骤库链接程序装入模块装入程序编译程序产生的目标模块第一步第二步第三步内存…程序目标模块装入模块内存编译链接装入7OSinROMUserprogram0xFFF…0OSinRAMUserprogramOSinROMUserProgramOSinRAM4.2程序的装入和链接4.2.1程序的装入UserProcessTranslator(MMU)PhysicalmemoryVirtualaddressPhysicaladdress84.

4、2程序的装入和链接4.2.1程序的装入Physicalmemory0basebase+boundphysicalmemorysizevirtualmemory0bound94.2.1程序的装入1、绝对装入方式(AbsoluteLoadingMode)（1）程序中使用绝对地址；（2）程序装入内存指定地址段；（3）程序员熟悉内存的使用情况；（4）程序动态修改或装入困难。102、可重定位装入方式(RelocationLoadingMode)图4-3作业装入内存时的情况LOAD1,2500365LOAD1,250036510000110001250015000500025001

5、0000作业地址空间内存空间LOAD1,12500113、动态运行时装入方式(DenamleRun-timeLoading)把相对地址到绝对地址的转换推迟到程序真正执行时才进行。重定位：装入时对目标程序中指令和数据地址的修改过程。静态重定位：只在程序装入时进行一次地址变换。动态重定位：地址变换过程在程序执行期间，随着对每条指令或数据的访问而自动进行。124.2.2程序的链接图4-3程序链接示意图模块ACALLB;Return;0L1模块BCALLC;Return;0M1模块CReturn;0N10模块AJSR“L”Return；L1模块BJSR“L+M”Return;L

6、L«M1L«ML«M«N1模块CReturn;(a)目标模块(b)装入模块程序链接：将几个目标模块装配成一个装入模块。13需要解决两个问题：（1）对相对地址进行修改；（2）变换外部调用符号。4.2.2程序的链接1、静态链接方式(StaticLinking)2、装入时动态链接(LoadtimeDynamicLinking)装入时动态链接的优点：（1）便于修改和更新；（2）便于实现对目标模块的共享。3、运行时动态链接(Run-timeDynamicLinking)144.3连续分配方式4.3.1单一连续分配（1）只能用于单用户、单任务操作系统：（2）内存分为系统区和用户

7、区两部分。4.3.2固定分区分配1、划分分区的方法（1）分区大小相等（2）分区大小不等154.3.2固定分区分配1、划分分区的方法（1）分区大小相等（2）分区大小不等162、内存分配图4-5固定分区使用表4.3.2固定分区分配1718MultiprogrammingwithFixedPartitions194.3.3动态分区分配1、分区分配中的数据结构空闲分区表(2)空闲分区链图4-5空闲链结构前向指针N+20N个字节可用后向指针N20+2021222、分区分配算法（1）首次适应算法（FirstFit）（2）循环首次适应算法（NextFi