第4章 存储管理ppt课件.ppt

《第4章 存储管理ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章存储管理第4章存储管理变量存放在哪？进程创建、执行、按动鼠标激活的进程等都需要内存，如何分配？如何使有限的共享内存资源满足众多进程需要，彼此间又不冲突？本章内容提要地址空间与重定位分区管理技术分页技术分段技术虚拟存储概念请求分页技术内存块分配和抖动问题段式虚拟存储器Linux中的存储管理技术学习目标存储管理技术解决何种问题实现思想硬件支持软件算法优劣4.1地址空间与重定位内存（MainMemory或PrimaryMemory或RealMemory）也称主存，是指CPU能直接存取指令和数据的存储器。内存在计算机系统中的地位CPU和I/O都要和内存打交道内存是一个大型、由字或

2、字节构成的一维数组，每个单元有自己地址访问内存就是通过一系列对指定地址单元进行读或写来实现内存取指令→计算操作数有效地址→映射为物理地址→按该地址存取内存→对数据实施执行操作4.1.1用户程序的地址空间1．存储器的层次：速度、容量、成本划分如下顶层，速度与CPU速度一样，存取无延迟；成本高，容量小<1KB第二层，硬件控制，放在CPU内部或附近，程序读取信息时先检查是否Cache命中，成本高，容量小，<1MB第三层，内存，RAM，断电丢失，512MB~2GB第四层，磁盘即硬盘，扩展内存，但CPU不能直接读取磁盘数据，可永久保留，容量大，80G~500GB，存取速度低于内存第五层，保

3、存持久、容量大，存取速度太慢，不能随机存取，主要用于备份文件系统，存放不常用的信息2．用户程序的地址空间■程序的主要处理阶段编辑编译连接装入运行编辑：源程序输入机器编译：词法、语法、语义分析，生成目标代码链接：编译后得到的目标模块与所需库函数装配成一个完整装入模块，产生一个可执行文件装入：将装入模块放入分配到的内存区编译成的目标模块以0为基地址顺序编址，称为相对地址或逻辑地址内存中的物理存储单元是从统一的地址开始顺序编址，称为绝对地址或物理地址分配内存后，这些目标模块的地址（程序当中设计的单元地址）与装入物理地址有关，是可以“上下浮动”的程序装入内存的方式①绝对装入方式：装入模块

4、中的地址与内存地址相同，装入模块中的地址是内存的绝对地址。。②可重定位装入方式：由装入程序根据当时内存使用情况决定装入模块放在内存的什么地方，装入模块内使用相对地址。③动态运行时装入方式：进程的内存映像在不同时候处于不同位置。为提高内存利用率，装入内存的程序可内外存交换，交换前后在内存中的位置可能不同。绝对方式简单，性能最差；动态运行装入方式内存使用性能最佳，但需硬件支持4.1.2重定位概念逻辑地址空间（简称地址空间）由程序中逻辑地址组成的地址范围内存空间（也称物理空间或绝对空间）由内存中一系列存储单元所限定的地址范围内存是从统一的一个基址0开始按序编号，内存是一维线性空间！重定

5、位程序和数据装入内存时，需对目标程序中的地址进行修改。这种把逻辑地址转变为内存物理地址的过程称作重定位（见书例P109）程序的起始地址0，不是内存空间的物理地址0此时，需要将程序的起始地址与实际存放的内存的物理地址相对应即，程序装入内存时需要进行重定位！重定位时机：静态重定位动态重定位1．静态重定位目标程序装入内存时进行地址变换，把逻辑地址都改成实际内存地址；每个程序的这种地址变换只在装入时一次完成，运行期间不再重定位程序装入内存时的情况静态重定位示意图静态重定位▲优点:无需增加硬件地址转换机构；便于实现程序静态链接；早期大多使用●缺点:程序存储空间必须是连续的一片区域，位置“

6、钉死”，不便移动；各个进程很难共享内存中同一程序的副本动态重定位示意图2．动态重定位程序执行期间，每次访问内存之前进行重定位，需要靠硬件地址转换机构完成一般是重定位寄存器，存放当前正在执行的程序在内存空间中的起始地址，地址空间代码在装入过程中不发生变化绝对地址=重定位寄存器值BR+相对地址addr动态重定位●主要优点：位置可变，不必连续；易于共享▲主要缺点：需要附加硬件支持；软件算法比较复杂现代系统多采用动态重定位方法4.1.3对换技术（交换技术）对换两个进程示意图早期的对换技术用于单用户系统操作系统占用一定内存空间所剩余全部内存只供一个进程使用，其他进程都放在外存，每次只调用一

7、个进程进入内存这个进程使用完时间片后，就被放到外存上，系统再调用另一个进程进入内存，运行一个时间片，如此轮转●主要优点：利用外存来解决内存不足的问题▲主要缺点：效率很低，CPU经常空闲；不能保证充分利用内存在多道程序环境中也采用对换技术，系统中保留多个进程，内存不足时把暂时不能运行的进程换出内存，把具备条件的进程换入内存4.1.3对换技术（交换技术）4.2分区管理技术4.2.1分区法分区分配是为支持多道程序运行而设计的一种最简单的存储管理方式。操作系统占用固定的内存空间（低址空间