存储管理-1固定分区管理.ppt

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1、第3章存储管理-1固定分区管理【学习目标掌握固定分区存储管理的基本思想。掌握地址重定位的概念。掌握固定分区的优、缺点。【学习重点、难点1）地址的静态重定位和动态重定位；2）不同的存储管理方案；3）存储共享和存储保护；4）存储扩充和虚拟存储器。第3章存储管理存储器分为两种：内存储器和辅助存储器内存储器可被CPU直接访问。辅助存储器与CPU之间只能够在输入输出控制系统的管理下，进行信息交换。因此内存储器是计算机系统中极为重要的资源。在操作系统中，把管理内存储器的部分称为“存储管理”。合理地使用内存，会在很大程度上影响到整个计算机系统的性能的提高。第

2、3章存储管理第3章存储管理两个重要概念：“地址重定位”：用户程序是相对地址，从0开始。不能反映真实的存储位置。必须解决地址的重定位问题。“虚拟存储”：内存的容量无法满足实际的需要，必须打破“程序只有全部在内存，才能得以运行”的限制。为此，需要通过“虚拟存储”这一技术手段。第3章存储管理3.1固定分区存储管理3.1.1地址重定位内存储器由存储单元组成。一个存储单元可存放若干个二进制的位bit，8个二进制位被称作一个字节（Byte)。内存中的存储单元按一定顺序进行编号，每个单元所对应的编号，称为该单元的单元地址。一个单元的单元地址具有唯一性，存储在单元

3、里的内容则是可以改变的。在操作系统中，常把单元地址称为内存储器的“绝对地址”或“物理地址”。第3章存储管理目标程序是相对于“0”编址的。同一个应用问题的多个目标程序连同系统库函数等一起，经过链接装配，产生一个相对于“0”编址的、更大的地址空间。这个地址空间被称为是用户程序的“相对地址空间”，或“逻辑地址空间”，被称为“相对地址”或“逻辑地址”。这样的程序不能直接投入运行。第3章存储管理举例：假定用户程序A的相对地址空间为0～3KB，在该程序中地址为3000的地方，有一条调用子程序（其人口地址为100）的指令：“call100”，如图3－l（a）所示

4、。第3章存储管理在操作系统中，把用户程序指令中的相对地址变换成为所在绝对地址空间中的绝对地址的过程，称为“地址重定位”。即把指令“call100”中的100变换成20580，就是地址重定位，如图3－1（C）所示。第3章存储管理3.1.2地址的静态重定位如果在程序运行之前，就为用户程序实行了地址重定位的工作，那么称这种地址重定位为地址的“静态重定位”。一般地，静态重定位工作是由操作系统中的重定位装入程序来完成的。第3章存储管理静态重定位有如下5个特点：1）静态重定位是在程序运行之前完成地址重定位工作的：2）静态重定位由软件实现，无须硬件提供支持：3）

5、实行静态重定位时，地址重定位工作是在程序装入时被一次集中完成的；4）绝对地址空间里的目标程序与原相对地址空间里的目标程序面目已不相同，因为前者进行了地址调整；5）实施静态重定位后，若用户程序在内存中做了移动，那么程序指令中的地址就不再反映所在的存储位置了，除非重新进行地址重定位。第3章存储管理3.1.3单一连续分区存储管理早期计算机而言，每次只有一个用户使用计算机，其存储管理都采用单一连续分区的分配策略。单一连续分区分配策略的基本思想：把内存储器分为两个分区。一个分区固定分配给操作系统使用；另一个分配给用户使用，称为“用户区”。如图3－2（a）所示

6、。第3章存储管理单一连续分区存储管理的特点：1）系统总是把整个用户区分配给一个用户使用。2）内存用户区又被分为“使用区”和“空闲区”两部分。见图3－2（b）。在操作系统中，把分配给了用户、但又未使用的区域称为“内部碎片”。内部碎片的存在是对内存资源的一种浪费。3）由于任何时刻内存储器的用户区中只有一个作业运行，因此这种系统只适用于单用户（或单道）的情况。4）进入内存的作业，独享系统中的所有资源。5）作业程序进入用户区后，没有移动的必要。存储分配策略对用户程序实行静态重定位。第3章存储管理6）实行静态重定位，同样要考虑如何阻止对操作系统的侵扰，这就是

7、所谓的“存储保护”问题。在CPU中设置一个用于存储保护的专用寄存器——“界限寄存器”，如图3-2(C)所示。第3章存储管理单一连续分区存储管理有如下缺点：1）由于每次只能有一个作业进入内存，故不适用于多道程序设计，系统的工作效率不高，资源利用率低下。2）内存资源浪费。3）若用户作业的相对地址空间比用户区大，那么该作业就无法运行。即大作业无法在小内存上运行。第3章存储管理早期计算机在一定的条件下，可以采用所谓的“覆盖”技术，使得大作业在小内存上得以运行。第3章存储管理所谓“覆盖”，是早期为程序设计人员提供的一种扩充内存的技术，其中心思想是允许一个作业

8、一的若干个程序段使用同一个存储区，被共用的存储区被称为“覆盖区”。不过，这种技术并不能彻底解决大作业与小内存的矛盾。为了让