操作系统讲稿第四章内存管理ppt课件.ppt

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1、第四章内存管理主存储器是仅次于CPU的宝贵资源。众多进程共用一个存储器，必然涉及到存储器的分配、安全、利用率、共享以及扩展等诸多问题。存储管理需要做的事情是：将用户程序所用的地址空间转换为主存储器中的实际地址空间，将用户程序的操作地址变换为存储器上的具体位置。为存储空间提供安全和共享的手段。为用户程序实现虚拟存储空间等。概述DOS分区及分段WindowsXP的存储器Linux存储管理实用系统中的存储管理方法DOS分区及分段主存储器被限制为1MB的内存空间。低端的640KB的基本内存。高端的扩展内存。系统启动后将操作

2、系统调入基本内存的低端位置，大概占几十KB的空间。基本内存的剩余部分便是用来存放用户程序的用户区。在DOS发展的后期，已经可以利用扩展内存来存放系统的数据结构、驱动程序以及某些库文件等内容，但用户不能对扩展存储器中的内容进行修改。程序和数据不能突破基本内存的限制，因此，用户程序的大小必须低于640KB。用户区内只能存放一个用户程序，因此，DOS系统只支持单道程序。Windowsxp的存储器Windowsxp要求存储器最低为64MB。内存被划分为大小为4KB的页面。内存中可以存放多个用户任务的页面，因此，Window

3、s支持多任务同时运行。用户在编制程序时，其大小最高可达4GB，但在程序运行时，并不是全部程序都装入内存，而是只装入程序的部分页面来运行。当需要装入新的程序页面而内存中又没有足够的空闲区域时，操作系统将内存中长期未使用的页面换出到辅助存储器上早已安排的页面（pagingfile）文件中，腾出空间后再将需要换进的页面调入。Windows支持虚拟存储器。Windowsxp的存储器页面在内存中换出换进PageFaults/sec是每秒钟发生页面缺失的平均数量。页面缺失将直接导致页面换进。PagesInput/sec是从磁盘

4、换进页面的速度。当一个进程引用一个虚拟内存的页面，而此页面不存在于内存，就会发生页面缺失。PagesOutput/sec是指为了释放物理内存空间而将页面写入磁盘的速度。当物理内存不足时，Windows会将页面写回到磁盘以便释放空间。出页的峰值往往与进页峰值接近。说明出页多是因为有进页需求，即只有当内存中没有可分配空间，同时又必须调入内存新的页面时，才需要换出页面。Windowsxp的存储器可用物理内存AvailableMBytes是计算机上运行的进程的可用物理内存大小。它是将零的、空闲的和备用内存列表的空间添加在一

5、起来计算的。Linux存储管理Linux系统也是将存储器空间划分成页面，根据进程运行时的需要来对页面进行换进、换出的。同样在磁盘上也安排了交换区来与内存协调工作，以达到扩大内存的目的。但是Linux系统的交换区多采用在硬盘上划分出一个指定区域来作为交换区，因此，交换区的大小不可变化。4.1内存管理功能用户实体与存储空间分配、释放及分配原则地址映射虚拟存储器存储保护与共享存储区整理用户实体与存储器的关系任务在被激活之前存放在辅助存储器上。当任务被激活时，它成为进程进入主存储器。进程的描述部分及主程序部分始终存放于主存

6、储器，其他程序和数据部分视需要由操作系统在内存与外存之间交换。当用户向计算机提交自己的任务时，存储管理是以一种逻辑形式来进行描述。而当操作系统处理用户的任务时，是对具体的存储器地址进行操作。存储管理的工作就是圆满地处理发生在衔接逻辑和物理存储时所产生的各种问题。存储空间与存储地址概念：逻辑地址逻辑地址空间物理地址物理地址空间用户的每一条程序指令要访问的数据都有一个对应的地址，这个地址被称为逻辑地址。由于它是相对于0的地址，因此又被称为相对地址。当用户程序被编译为目标代码时也使用的是相对地址。原则上讲，因此用户可以无

7、限制地加长自己的程序。在具体应用中相对地址的大小受相对地址寄存器位数的限制，如在Windows中相对地址寄存器为32位，表示相对地址最大可达4GB。逻辑地址空间可以定义为：实体（用户、作业、任务、进程或程序）所用的所有逻辑地址的集合。不同的操作系统赋予逻辑地址空间不同的表现形式，它的大小也是可以确定的。用户可以直接对逻辑地址和逻辑地址空间进行访问和操作。逻辑地址空间又称为相对地址空间，有时候也被简称为用户空间或者作业空间。逻辑地址空间的大小被限制在0到相对地址最大值之间。内存中的实际地址被称为物理地址。由于它并不和

8、任何相对地址相关，因此，物理地址又称为绝对地址。物理地址的最小值为0，最大值取决于内存的大小和内存地址寄存器的所能表现的最大值，二者中较小的那一个值为物理地址的最大值。物理地址空间可以定义为：当逻辑地址空间被映射到内存时所对应的物理地址的集合。物理地址空间又称为绝对地址空间。物理地址空间并不是指物理内存，只有当逻辑地址空间存在时，才会有物理地址空间。物理地址