操作系统概论第3章 存储管理.ppt

《操作系统概论第3章 存储管理.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、第3章存储管理重点：各种管理方式下的地址转换；可变分区方式的主存分配算法以及移动技术；页式虚拟存储管理的实现以及页面调度算法3.1计算机系统中的存储器存储器的层次结构：RegisterCache和主存磁盘处理机直接访问I/O控制系统的管理寄存器:最贵,最快,最小,每个只存储一个字长,只放临时的工作数据和控制信息(指令寄存器,通用寄存器,控制寄存器)高速缓存Cache：少量的、快速、昂贵、易变,以字节为单位编址内存RAM：若干兆字节、中等速度、中等价格、易变磁盘：数百兆或数千兆字节、低速、价廉、不易变的存

2、储管理概述内存的作用为什么需要存储管理？帕金森定律：你给程序再多内存,程序也会想尽办法耗光内存管理概述由存储单元（字节或字）组成的一维连续地址空间，用来存放当前正在运行的程序的代码或数据，是程序中指令本身（程序计数器）所指向的存储空间内存管理的目的操作系统的“方便”性便于用户装入程序，无须了解底层细节可实现动态的存储空间伸缩，适应不同程序的需要操作系统的“合理”性合理分配内存空间，保证多道程序的顺利运行合理保护内存空间，防止各种可能的破坏泄漏操作系统的“有效性”有效保持内存空间的可用性，防止对资源的浪费

3、有效实现“小空间大容量”，提高计算机的适应性有效配合CPU的调度过程，实现系统运行的稳定内存管理概述内存管理的任务内存空间的管理、分配和回收内存空间的使用情况记录——位图、分配表、分区表内存空间的分配与回收——定长与不定长、静态与动态内存空间的地址映射（转换）物理地址与逻辑地址的差别内存空间的共享和保护内存共享内存保护：如何防止地址越界或操作越权？内存空间的扩充虚拟存储：如何使用小内存空间来运行大的程序？3.2重定位3.2.1绝对地址和逻辑地址(1)逻辑地址（相对地址，虚地址）(2)物理地址（绝对地址

4、，实地址）(3)地址映射(重定位)地址映射BA=1000LoadA2003456。。1200物理地址空间LoadAdata1data13456源程序LoadA20034560100200编译连接逻辑地址空间逻辑地址（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，目标代码通常采用相对地址的形式，其首地址为0，其余指令中的地址都相对于首地址而编址不能用逻辑地址在内存中读取信息物理地址（绝对地址，实地址）内存中存储单元的地址，可直接寻址以字节为单位进行编址3.2.2重定位为了保证CPU执行指令时可

5、正确访问存储单元，需将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址，这一过程称为重定位110012001300物理地址空间03456......LOADA200......0100200300.........LOADA2003456逻辑地址空间200VR+1000BR原因:当程序装入内存时,操作系统要为该程序分配一个合适的内存空间，由于程序的逻辑地址与分配到内存物理地址不一致,而CPU执行指令时，是按物理地址进行的，所以要进行地址转换静态重定位当用户程序被装入内存时，一次性实现逻辑地址到物

6、理地址的转换，以后不再转换（一般在连接装配时由软件完成）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]123movr1,[500+m]12301005005990mm+100256k-1作业地址空间存储空间m+500重定位装入程序动态重定位在程序运行过程中要访问数据时再进行地址变换（即在逐条指令执行时完成地址映射。一般为了提高效率，此工作由硬件地址映射机制来完成。硬件支持，软硬件结合完成）硬件上需要一对寄存器的支持在程序执行期间，随着每条指令和数据的访问自动地连

7、续地进行地址映射movr1,[500]1230100500599作业地址空间0movr1,[500]1231000256k-1存储空间110015001600重定位寄存器1000500逻辑地址+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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灵活静态地址映射与动态地址映射的区别3.3单用户连续存储管理单用户系统在一段时间内，只有一个进程在内存，故内存分配管理十分简单，内存利

8、用率低内存分为两个区域，一个供操作系统使用，一个供用户使用单道运行的计算机系统存储保护:界限寄存器分时系统:对换方式静态定位方式单用户连续存储管理(cont.)最简单的管理方式（只有分配与回收）操作系统和用户程序共享RAM除了嵌入式系统外，其他的计算机不再使用这种方式内存管理概述用户程序RAM中的OS用户程序ROM中的OS用户程序RAM中的OSROM：DEV早期大型机使用的内存管理方式少数掌上电脑和嵌入式系统使用的内存管理方式早期PC使用的