内存管理第5章.ppt

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1、第五章内存管理1本章要点1、地址映射2、内存管理的4种方式分区内存管理（3种放置策略）分页内存管理（请求分页的页面置换算法）分段内存管理段页式内存管理3、虚拟存储4、Unix的内存管理交换区、交换技术、交换进程、0#进程、偷页进程等2计算机系统存储结构三级存储结构：高速缓存、内存和外存3操作系统内存管理的任务内存管理任务(1)地址映射将程序地址空间中使用的逻辑地址变换成内存中的物理地址的过程(2)内存的分配和回收按照一定的算法把某一空闲的内存分配给进程，并在进程结束时回收该进程占用的内存。(3)虚拟存储技术使用户程序的大小和结构不受主存容量和结构的限制，即

2、使在用户程序比实际主存容量还要大的情况下，程序也能正确运行(4)内存信息的共享与保护保证用户程序(或进程映象)在各自的存储区域内操作，互不干扰，同时又可以共享系统的资源4地址映射物理地址：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。5地址映射程序地址：用户编程序时所用的地址（逻辑地址、相对地址、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

3、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。6地址映射地址映射（地址重定位、地址转换）使一个作业程序装入到与基地址空间不一致的存贮空间所引起的必须对程序内有关地址部分的调整过程称为地址重定向。7地址映射地址映射方式地址映射的功能就是要建立虚实地址的对应关系，实现地址映射有三种方式：1.编程或编译时确定地址映射关系2.静态地址映射：作业装入时进行重定位（软件实现）3.动态地址映射：程序动态执行时进行重定位（硬件完成）8地址映射1.编程或编译时确定地址映射关系编程时确定虚－实地址的关系

4、是指在用机器指令编程时，程序员直接按物理内存地址编程，这种程序在系统中是不能做任何移动的，否则就会出错。9静态地址映射2.静态地址映射静态地址映射是在程序执行之前由专门的重定位装配程序完成地址映射早期的多道系统中多半有一个装入程序（加载程序），它负责将用户程序装入系统，并将用户程序中使用的访问内存的逻辑地址转换成物理地址。评价:优点：实现简单，不要硬件的支持。缺点：程序分配的内存空间必须为连续空间，程序在执行过程中不能移动；用户必须事先确定所需要的存储量；程序和数据难以共享，造成内存空间的浪费。10地址映射11动态地址映射3.动态地址映射动态地址映射是在程

5、序执行时由系统硬件逐条指令地完成从逻辑地址到物理地址的转换的。动态地址重定位机构由基地址寄存器BR和逻辑地址（虚地址）寄存器VR组成。内存物理地址MA与逻辑地址的转换关系为：MA＝（BR）＋（VR）12动态地址映射13地址映射优点动态地址映射技术的优点：（1）基地址寄存的内容由操作系统用特权指令来设置，比较灵活，可以实现对内存的非连续分配（2）动态地址映射在硬件执行时完成的，程序中不执行的程序就不做地址映射的工作，这样既节省了CPU的时间。又提供了实现虚拟存储器的可能性（3）有利于程序和数据的共享14内存的分配与回收操作系统在内存分配与回收时需要确定的策略

6、有：⑴．内存分配策略。确定对内存的管理方式和实现该管理方式所需要使用的数据结构。⑵．放置策略。确定待调入内存的程序和数据在内存中的位置，即选择将哪个内存空闲区域实施分配。⑶．交换策略。在内存空间不够时，操作系统需要将一些进程的映像由内存调到外存交换区，以便使内存中有足够的周转空间。交换策略决定了需要将哪些进程的映像调出。⑷．调入策略。当内存空间足够或内存就绪队列为空时，需要将外存交换区的就绪进程映像调入内存。调入策略决定外存交换区的进程映像何时调入内存以及如何调入内存。⑸．回收策略。决定回收的时机以及回收时对于有邻接空闲区的合并。15虚拟存储器1、问题的提

7、出物理存储器的结构是个一维的线性空间，容量是有限的。用户程序结构：一维空间：一个用户程序就是一个程序，并且程序和数据是不分离的；二维空间：程序由主程序和若干个子程序（或函数）组成，并且程序与数据是分离的；n维空间：即一个大型程序，由一个主模块和多个子模块组成，其中各子模块又由主程序和子程序（或函数）组成。用户程序的大小，可能比内存容量小，也可能比内存容量大，有时候要大得多。16虚拟存储器虚拟内存是操作系统采用虚拟技术，在不改变物理内存实际大小的情况下提供的逻辑上被扩充了的内存。这种物理上不具备而逻辑上具备的内存就是虚拟内存。局部性理论：1、时间局限性：一条

8、指令执行后不可能再次执行；2、空间局限性：访问了某个存储单元则附近