操作系统chapter4文档资料ppt课件.ppt

《操作系统chapter4文档资料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、第四章    存储器管理4.1存储器的层次结构4.2　程序的装入和链接4.3　连续分配方式4.4　基本分页存储管理方式4.5　基本分段存储管理方式4.6　虚拟存储器的基本概念4.7　请求分页存储管理方式4.8　页面置换算法4.9　请求分段存储管理方式今天虽然主存价格已相当便宜，但主存容量仍然是计算机四大硬件资源中最关键的资源。因此对主存的管理和有效使用仍然是今天操作系统十分重要的内容。许多操作系统之间最明显的区别特征之一往往是所使用的存储管理方法不同。第四章    存储器管理存储管理功能存储分配和回收分配回收对象内存、外存(相同方法)分

2、配回收时刻进程创建、撤销、交换、长度变化存储共享目的：节省内存、相互通讯内容：代码、数据存储保护防止地址越界防止操作越权存储管理功能存储扩充内存、外存结合，虚拟存储体系速度接近内存，容量相当外存地址映射逻辑地址=>物理地址硬件支持基址寄存器(base)、限长寄存器(limit)、快表；使用上述寄存器完成地址映射过程；不能正常完成地址映射时产生中断。4.1存储器的层次结构4.1.1多级存储器结构对于通用计算机而言，存储层次至少应具有三级：最高层为CPU寄存器，中间为主存，最底层是辅存。在较高档的计算机中，还可以根据具体的功能分工细划为寄存

3、器、高速缓存、主存储器、磁盘缓存、固定磁盘、可移动存储介质等。4.1.1多级存储器结构在现有技术条件下，任何一种存储装置，都无法同时从速度与容量两方面，满足用户的需求。实际上它们组成了一个速度由快到慢，容量由小到大的存储装置层次。4.1.2主存储器与寄存器1．主存储器主存储器(简称内存或主存)是计算机系统中一个主要部件，用于保存进程运行时的程序和数据，也称可执行存储器。CPU的控制部件只能从主存储器中取得指令和数据，数据能够从主存储器读取并将它们装入到寄存器中，或者从寄存器存入到主存储器。CPU与外围设备交换的信息一般也依托于主存储器地

4、址空间。2.寄存器寄存器访问速度最快，完全能与CPU协调工作，但价格却十分昂贵，因此容量不可能做得很大。寄存器用于加速存储器的访问速度，如用寄存器存放操作数，或用作地址寄存器加快地址转换速度等。4.1.3高速缓存和磁盘缓存1．高速缓存高速缓存是现代计算机结构中的一个重要部件，其容量大于或远大于寄存器，而比内存约小两到三个数量级左右。根据程序执行的局部性原理，将主存中一些经常访问的信息存放在高速缓存中，减少访问主存储器的次数，可大幅度提高程序执行速度。2．磁盘缓存磁盘的I/O速度远低于对主存的访问速度，因此将频繁使用的一部分磁盘数据和信息

5、，暂时存放在磁盘缓存中，可减少访问磁盘的次数。磁盘缓存本身并不是一种实际存在的存储介质，它依托于固定磁盘，提供对主存储器存储空间的扩充。4.2　程序的装入和链接在多道程序环境下，要使程序运行，必须先为之创建进程。而创建进程的第一件事，便是将程序和数据装入内存。如何将一个用户源程序变为一个可在内存中执行的程序，步骤如下：编译，由编译程序源代码编译成若干个目标模块链接，由链接程序将目标模块和它们所需要的库函数链接在一起，形成一个完整的装入模块装入，由装入程序将装入模块装入内存。4.2.1　程序的装入将一个模块装入内存时，可采用三种方式：绝对

6、装入方式重定位装入方式动态运行时装入方式如果在编译时知道程序驻留在主存的具体位置,则编译程序将产生物理地址的目标代码.模块装入后,由于程序中的逻辑地址与实际主存的地址完全相同,故不需要对程序和数据的地址进行修改.指内存分配是在作业运行之前各目标模块连接后，把整个作业一次性全部装入内存，并在作业的整个运行过程中，不允许作业再申请其他内存，或在内存中移动位置。绝对装入方式只能将目标模块装入到主存事先指定的固定位置,只适用于单道程序环境.1绝对装入方式MoveAX,[2500]543212000210025003000绝对装入方式编译时产生的

7、绝对地址MoveAX,[2500]5432120002100250030000内存空间FFFF重定位（Relocation）★逻辑地址空间：任何一个程序的逻辑地址空间都是以地址0起始的逻辑地址的集合，逻辑地址空间的地址称为逻辑地址。★物理存储空间：一个程序在执行时所占用的内存空间称作它的物理存储空间。★重定位：在一般情况下，一个作业在装入时分配到的存储空间和它的地址空间是不一致的。由于不一致所引起的对有关地址部分的调整过程，就是我们所说的地址重定位。在多道程序环境下，所得到的目标模块的起始地址通常是从0开始的，程序中的其它地址也都是相对

8、于起始地址计算的。这种地址变换是在装入时由装配程序一次性完成的，以后不再改变，故称为静态重定位。物理地址=逻辑地址+程序在内存的首地址优点：无需硬件支持，容易实现。缺点：1.程序经地址重定位后不能再移动了；