第8课存储管理ppt课件.ppt

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1、本课内容:3.4段页式存储管理段式管理原理段页式管理3.5虚拟存储器原理请求分页式3.4.1分段存储管理基本原理1.分段存储管理的基本思想是：把程序按内容或过程(函数)从逻辑上分成若干段，每段有自己的名字，每段对应于一个二维的地址空间；分段存储管理以段为单位进行内存分配，并通过分段地址映射机构把段式地址转换成实际内存的物理地址。(1)分段:作业地址空间被划分成若干个段，每个段定义了一组逻辑信息。例如，有主程序段、子程序段、数据段及栈段等，如图所示。每个段从0开始编址，段内采用连续的地址空间。段的长度由相应的逻辑信息单位的长度决定，各段的长度是不相等的。由于

2、每个作业地址空间被分成多个段，因而作业的逻辑地址空间是二维的，逻辑地址由段号和段内地址组成，表示成有序偶(S，d)。其中，S是段号，d是段内地址(每段都从0开始)。(2)段表段表实现了从逻辑段到物理内存区的映射。(3)地址变换结构为了实现从进程的逻辑地址到物理地址的转换，在分段系统中设置了段表寄存器，用于存放段表起始地址和段表长度。进行地址变换时，系统将逻辑地址中的段号与段表长度进行比较，若未越界，则根据段表起始地址和段号计算出该段对应段表项的位置，从中读出该段在内存中的起始地址，然后再检查段内地址是否超过该段的段长，若未越界，则将该段的起始地址与段内

3、位移相加，从而得到要访问的物理地址。分段管理中的地址转换图(4)段的共享与保护段的共享指两个或两个以上的作业共同使用某个子程序或数据段时，在内存中只保留该信息的一个副本。当作业需要某共享段时，系统首先按段名查找共享段信息表，若该段已装入内存，则将该段的内存始址填入该作业的段表中，以实现段的共享。段的保护是为了实现段的共享和保证作业正常运行的一系列措施。一种是存取控制权保护措施，即在段表中增设“存取方式”一栏，例如，R表示可读，W表示可写，E表示可执行等。另一种是地址变换过程中的地址越界保护措施(5)分页和分段的主要区别:①页是信息的物理单位，分页的目的是为

4、了消减内存的外零头，提高内存的利用率。或者说，分页仅仅是由于系统管理的需要而不是用户的需要。段则是信息的逻辑单位，段中含有一组意义相对完整的信息。分段的目的是为了能更好地满足用户的需要。②页的大小固定且由系统决定，由系统把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分；而段的长度却不固定，段的长度取决于用户所编写的程序。通常，段是由编译程序在对源程序进行编译时，根据信息的性质来进行划分的。③分页的作业地址空间是一维的，即单一的线性地址空间，程序员只需利用一个记忆符，即可表示一个地址；而分段的作业地址空间则是二维的，程序员在标识一个地址时，既需给出段名，又需给出段内地址

5、。3.4.2段页式存储管理分段式存储管理着眼于方便用户，为用户提供了二维的地址空间，反映了程序的逻辑结构，并且有利于段的共享和保护、段的动态增长和动态链接的实现。分页式存储管理则是为了提高内存利用率，有效地克服内存碎片。因此，若将分段和分页两种存储管理方式结合起来，既方便用户又提高内存利用率，由此形成了段页式存储管理。1.段页式存储管理要点(1)用分段方法来管理逻辑地址空间 即按程序的自然逻辑关系把作业的地址空间分成若干段，每一段有自己的段号。这是段页式存储管理的段式特征。(2)用分页方法来分配和管理物理内存。 即把整个内存分成大小相等的存储块。这是段

6、页式存储管理的页式特征。(3)作业的每一段又采用分页方法。 按照内存块的大小把每一段分成若干页。每一段都从0开始为本段的各页依次编以连续的页号。(4)段表、页表和段表地址寄存器为了实现地址变换，系统为每个作业建立了一个段表，并为该作业段表中的每一个段分别建立一个页表，系统中还有一个段表地址寄存器，用于指出作业的段表起始地址和段表长度，如图所示。2.段页式存储管理的地址变换过程在段页式系统中，为实现地址变换，须配置段表寄存器，在其中存放段表起始地址TA和段长TL。当进行地址变换时，首先用逻辑地址的段号S与段长TL比较，若S

7、得该段号所对应的段表项段表中的位置，从中得到该段的页表始址，并利用逻辑地址中的段内页号P来获得对应页的页表项位置，从中读出该页所在的物理块号b，最后再用物理块号b和页内地址d构成一维的物理地址。地址转换示意图3.5虚拟存储器3.5.1虚拟存储的概念1.虚拟存储器的引入前面所介绍的各种存储器管理方式，都有一个共同的特点：要求将一个作业全部装入内存后方能开始运行，即一次性和驻留性。一次性指要求将作业全部装入内存后方能运行；驻留性是指作业装入内存后，便一直驻留在内存中，直至作业运行结束。不难看出，一次性和驻留性使内存中许多暂时不用甚至已经不再需要的信息占据大量

8、的内存空间，而其他需要运行的作业却无法装入内存，这将严重影响内存利