操作系统原理 第7章 主存管理.ppt

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1、(一)主存的共享方式(二)主存管理的功能(三)分区存储管理技术(四)页式存储管理技术(五)段式及段页式存储管理技术第七章主存管理1(一)主存的共享方式主存共享方式——空间分片大小不等的区域——分区存储管理分段存储管理大小相等的片——页式存储管理两者结合——段页式存储管理2(二)主存管理功能一.几个概念1.物理地址(绝对地址、实地址)物理地址是计算机主存单元的真实地址，又称为绝对地址或实地址。2.主存空间物理地址的集合所对应的空间组成了主存空间。3.区域物理地址集合的一个递增整数序列子集n，n+1，┄，n＋m所对应的主存空

2、间。34.逻辑地址(相对地址、虚地址)用户的程序地址(指令地址或操作数地址)均为逻辑地址。5.作业地址空间用户程序所有的逻辑地址集合对应的空间。作业地址空间01n-146.作业地址空间与主存空间主存空间01m-1作业1地址空间01n-1作业i地址空间01k-1┇┇5二.主存管理功能1.实现逻辑地址到物理主存地址的映射2.主存分配3.存储保护4.主存扩充6三.主存映射1.什么是地址映射(1)为什么要进行地址映射作业的相应进程在处理机上运行时，所要访问的指令和数据的实际地址和作业地址空间中的地址是不同的。这种情况可用图7.1来说明。

3、movr1,[500]123movr1,[500]123010050059901000110015001599256k-1作业地址空间存储空间7(2)什么是地址映射将程序地址空间中使用的逻辑地址变换成主存中的物理地址的过程，称为地址映射。2.地址映射的时机与类别(1)编程或编译时确定地址映射关系在程序编写或程序编译时确定虚、实地址之间的对应关系，结果是一个不能浮动的程序模块。8(2)在作业装入时确定地址映射关系——静态地址映射在作业装入过程中随即进行的地址变换方式称为静态重定位或静态地址映射。movr1,[500]1230100

4、500599作业地址空间重定位装入程序movr1,[500+m]256k-1存储空间0mm+100m+5001239(3)在程序运行时确定地址映射关系——动态地址映射在程序执行期间，随着每条指令和数据的访问自动地连续地进行地址映射。movr1,[500]123movr1,[500]123存储空间01000256k-1110015001600作业地址空间0100500599逻辑地址重定位寄存器1000500+103.静态地址映射与动态地址映射的区别静态地址映射动态地址映射在作业装入过程中在程序执行期间进行地址映射进行地址映射

5、需软件需硬件地址变换机构重定位装入程序重定位寄存器需花费较多CPU时间地址变换快不灵活灵活11四.主存分配1.构造分配用的数据结构主存资源信息块：等待队列头指针自由主存队列头指针主存分配程序地址2.制定分配策略(1)主存分配策略在众多个请求者中选择一个请求者的原则。(2)放置策略选择一个空闲区或若干空闲区的原则。12(3)调入策略决定信息装入主存的时机预调策略：预先将信息调入主存请调策略：当需要信息时，将信息调入主存(4)淘汰策略在主存中没有任何可用的空闲区时，决定哪些信息从主存中移走，即确定淘汰已占用的内存区的原则。

6、3.实施主存分配与回收13五.主存扩充主存扩充也就是提供虚拟存储器1.问题的提出主存容量始终显得十分紧张如何使用户使用计算机不受主存容量的限制？2.解决问题的思路装入部分程序地址空间，它还能正确地执行？143.实现方法程序的全部代码和数据存放在辅存中；将程序当前执行所涉及的那部分程序代码放入主存中；程序执行时，当所需信息不在主存，由操作系统和硬件相配合来完成主存从辅存中调入信息，程序继续执行。4.什么是虚拟存储器由操作系统和硬件相配合来完成主存和辅存之间的信息的动态调度。这样的计算机系统好像为用户提供了一个其存储容量比实际

7、主存大得多的存储器，这个存储器称为虚拟存储器。154.虚拟存储器的核心逻辑地址与物理地址分开主存空间与地址空间分开提供地址变换机构5.实现虚拟存储器的物质基础有相当容量的辅存足以存放多用户的作业的地址空间有一定容量的主存存放运行进程的当前信息地址变换机构16六.存储保护1.什么是存储保护在多用户环境中，主存储器按区分配给各用户程序使用。为了互不影响，必须由硬件(软件配合)保证每道程序只能在给定的存储区域内活动，这种措施叫做存储保护。2.存储保护方法通常的存储保护方法——界地址保护存储键保护173.界地址保护(1)上、

8、下界防护movr1,[500]123020KB256KB1存储空间24KB下界寄存器20KB上界寄存器24KB如何设置上下界寄存器内容如何判断是否越界满足20KB≤D＜24KB允许访问否则发生越界中断18(2)基地址、限长防护movr1,[500]123