操作系统课件 存储器管理.ppt

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1、操作系统第5章存储器管理本章主要内容：5-1概述5-2连续存储管理方式5-3覆盖技术与交换技术5-4分页存储管理方式5-5分段存储管理方式5-6段页式存储管理方式5-7虚拟存储器5-8Linux的内存管理5.1概述5-1-1存储体系－计算机系统中存储器一般分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存）两级－内存可以分成系统区和用户区两部分，系统区用来存储操作系统等系统软件，用户区用于分配给用户作业使用5-1-2存储管理的目的为用户提供方便、安全和充分大的存储空间5-1-3存储管理的任务地址转换逻辑地址用户源程序经过编译或汇编后形成的目标代码中出现的地址，通常为相对地址形式，即规定目标程序的首地址

2、为零，而其它指令中的地址部分都是相对于首地址而定的，这里的地址通常称为“逻辑地址”，有时也称为相对地址物理地址内存储器中各存储单元的编号称为物理地址,物理地址有时也称为绝对地址5.1概述5-1-1存储体系－计算机系统中存储器一般分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存）两级－内存可以分成系统区和用户区两部分，系统区用来存储操作系统等系统软件，用户区用于分配给用户作业使用5-1-2存储管理的目的－为用户提供方便－安全和充分大的存储空间5.1概述5-1-3存储管理的任务地址转换逻辑地址用户源程序经过编译或汇编后形成的目标代码中出现的地址，通常为相对地址形式，即规定目标程序的首地址为零，而其它指令

3、中的地址部分都是相对于首地址而定的，这里的地址通常称为“逻辑地址”，有时也称为相对地址物理地址内存储器中各存储单元的编号称为物理地址,物理地址有时也称为绝对地址5.1概述内存的分配和回收当用户提出内存申请时，操作系统按一定策略从表中选出符合申请者要求的空闲区进行分配，并修改表内有关项，这称为内存的分配；若某进程执行完毕，需归还内存空间时，操作系统负责及时收回相关存储空间，并修改表中有关项，这称为内存的回收。内存的地址保护内存储器的地址保护功能一般由硬件和软件配合实现内存的共享－共享内存储器资源－共享内存储器的某些区域内存的扩充内存储器的扩充不是硬件设备上的扩充，而是用虚拟技术来实现的逻辑上

4、的扩充，即虚拟存储概念5.1概述5-1-4程序的链接和装入将一个用户源程序变为一个可在内存中执行的程序，通常需要经过以下几个步骤：首先是编译，由编译程序将用户源代码编译成若干个目标模块；其次是链接，由链接程序将编译后形成的目标模块以及它们所需要的库函数链接在一起，形成一个装入模块；最后是装入，由装入程序将装入模块装入内存。程序的链接静态链接方式、装入时动态链接运行时动态链接程序的装入绝对装入方式可重定位装入方式动态运行时装入方式5.2连续存储管理方式5-2-1单一连续分配基本思想内存的用户区一次只分配给一个作业使用存储保护机制基址寄存器和界限地址寄存器特点这种管理方式的分配、去配算法非常简

5、单，内存的利用率很低5.2连续存储管理方式5-2-2分区分配分区分配的存储管理是为了适应多道程序设计技术而产生的最简单的管理方式固定分区基本思想系统预先把内存中的用户区分成若干个连续的区域，每个区域称为一个“分区”。作业装入时，根据它对内存大小的需求量，系统将按照一定的策略，把能满足它要求的一个分区分配给该作业分配和回收固定分区分配表，内容包括分区号、起始地址、长度、占用标志等存储保护机制上、下限寄存器或基址、长度寄存器优缺点－优点：简单易行，适用于专用系统－缺点：内存利用不充分，作业的大小受到分区大小的限制可变分区基本思想系统并不预先划分内存区间，而是在作业装入时根据作业的实际需要动态地

6、划分内存空间。若无空闲的存储空间或无足够大的空闲存储空间供分配时，则令该作业等待分配中的数据结构常用的数据结构有已分分区表和空闲分区表5.2连续存储管理方式－已分分区表中记录当前已经分配给用户作业的内存分区，包括分区序号、开始地址、分区大小等信息－空闲分区表记录了当前内存中空闲分区的情况，包括分区序号、开始地址、分区大小分区分配算法－首次适应算法要求空闲分区链以地址递增的次序链接，在进行内存分配时，从链首开始顺序查找，直至找到一个能满足其大小要求的空闲分区为止－循环首次适应算法在为作业分配内存空间时，不再每次从链首开始查找，而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找。直至找到第一个能

7、满足要求的空闲分区5.2连续存储管理方式－最佳适应算法把既能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业－最差适应算法每次为作业分配内存时，总是找到一个满足作业长度要求的最大空闲分区进行分配内存分区分配操作首先，系统要利用某种分配算法，从空闲分区链(表)中找到所需的适合分区。设请求的分区大小为u.size，表中每个空闲分区的大小可表为m.size。若m.size-u.size小于系统规定的不在切割的剩余分区的大小size值、则