《存储管理Av》PPT课件.ppt

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1、第五章存储管理5.1概述5.2存储管理基本技术5.3页式管理5.4段式管理5.5段页式管理5.6局部性原理和抖动性原理存储器是计算机系统的重要资源之一。因为任何程序和数据以及各种控制用的数据结构都必须占用一定的存储空间，因此，存储管理直接影响系统性能。存储器由内存(primarystorage)和外存(secondarystorage)组成。本章讨论的主要是内存管理问题，包括如下内容：学习目标：1.掌握：存储管理的功能、常用存储管理技术、虚拟存储器的概念，分页、分段的概念，以及页式、段式、段页式存储管理技术和虚存中的置换算法。2.理解：存储器层次、存储分配。3.了解：局部性原理和抖动

2、问题。学习要点：本章涉及到的概念和管理技术较多，通过比较，理解如下概念：逻辑地址、物理地址、静态重定位、动态重定位、碎片、虚拟存储器；对于每一种存储管理技术应理解它解决什么问题，实现的思想，以及它带来的好处和存在的问题。5.1概述返回1.存储器的层次2.存储管理的功能3.存储分配的方式4.重定位5.内存信息的共享与保护6.虚拟存储器内存储器（简称内存、主存、物理存储器）处理机能直接访问的存储器。用来存放系统和用户的程序和数据，其特点是存取速度快，存储方式是以新换旧，断电信息丢失。外存储器（简称外存、辅助存储器）处理机不能直接访问的存储器。用来存放用户的各种信息，存取速度相对内存而言要

3、慢得多，但它可用来长期保存用户信息。在文件系统中介绍。1.存储器的层次快速缓存DataCacheTLB(TranslationLookasideBuffer，变换索引缓冲区)内存：DRAM,SDRAM等外存：软盘、硬盘、光盘、磁带等存储层次结构存取速度成本增加容量减少当CPU存取内存数据时，并不是引用数据存储的物理地址（PhysicalAddress），而是要通过指向物理地址映射的虚拟地址（VirtualAddress）。而从虚拟地址到物理地址的映射结果就存放在TLB中。内存的物理组织物理地址：把内存分成若干个大小相等的存储单元，每个单元给一个编号，这个编号称为内存地址（物理地址、绝

4、对地址、实地址），存储单元占8位，称作字节（byte）。物理地址空间：物理地址的集合称为物理地址空间（主存地址空间），它是一个一维的线性空间。程序的逻辑结构程序地址：用户编程序时所用的地址（或称逻辑地址、虚地址），基本单位可与内存的基本单位相同，也可以不相同。程序地址空间（逻辑地址空间、虚地址空间）：用户的程序地址的集合称为逻辑地址空间，它的编址总是从0开始的，可以是一维线性空间，也可以是多维空间。2.存储器的功能①存储分配和回收：按照一定的算法把某一空闲的主存区分配给作业或进程以及回收系统或用户释放的空间。②地址变换：将程序地址空间中使用的逻辑地址变换成主存中的地址的过程程序加载(

5、装入)时的重定位技术可执行文件生成中的链接技术进程运行时硬件和软件的地址变换技术和机构③存储共享和保护：保证用户程序(或进程映象)共享主存中的数据，并且在各自的存储区域内操作，互不干扰。代码和数据共享地址空间访问权限（读、写、执行）④存储器扩充：使用户程序的大小和结构不受主存容量和结构的限制。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）3.存储分配的方式①直接分配方式：程序员在编写程序时，或编译程序对源程序进行编译时，所用的就是实际的存储地址。前提：事先确定一个作业在主存中的位置；缺点：存储空间的利用率不高，对用户使用不方便。②静

6、态分配：在作业装入内存时才确定它们在内存中的位置，并在其整个运行期间不能在内存中移动，也不能再申请内存空间。前提：一个作业装入内存时必须分配其要求的全部存储量，并且退出前不释放；缺点：在多道程序系统中不能有效地共享存储器资源。③动态分配：在作业装入内存时才确定它们在内存中的位置，但在其整个运行期间可以再申请内存空间，也可在内存中移动。一个作业已占有的存储区不再需要时，可以归还给系统。所谓存储分配，主要是讨论和解决多道作业之间共享主存的存储空间的问题。需要解决的问题：When，How，或是把一个作业的全部或是部分信息分配在主存中。解决存储分配的问题，有三种方式：目前绝大多数系统都采用的

7、是静态或动态存储分配方式分析用户程序的主要处理阶段：编辑：形成源文件编译：形成目标模块链接：由多个目标模块或程序库生成可执行文件装入：构造PCB，形成进程(使用物理地址)运行：建立的进程在CPU在执行装入阶段：程序必须装到内存才能运行，这需要装入程序根据内存的使用情况和分配策略，将上述装入模块放入分到的内存中。这时，可能要进行地址映射（重定位）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