第四章 存储器管理 l 存储器管理的功能.docVIP

第四章 存储器管理 ?????????存储器的层次 ? ????????? 用户程序的主要处理阶段 1.????????? 编辑阶段：创建源文件 2.????????? 编译阶段：生成目标文件 3.????????? 连接阶段：生成可执行文件 4.????????? 装入阶段：重定位，装入内存 5.????????? 运行阶段：得到结果 ????????? 存储器管理的功能 存储器管理的功能：内存分配、地址映射、内存保护、内存扩充。 ????????? 存储器有关概念 1.????????? 逻辑地址：用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址。 2.????????? 物理地址：内存中各物理单元的地址是从统一的基地址顺序编址。 3.????????? 重定位：把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程。 4.????????? 静态重定位：是在目标程序装入内存时，由装入程序对目标程序中的指令和数据的地址进行修改，即把程序的逻辑地址都改成实际的内存地址。重定位在程序装入时一次完成。 5.??????? 动态重定位：在程序执行期间，每次访问内存之间进行重定位，这种变换是靠硬件地址变换机构实现的。 ? 6.????????? 碎片：内存中容量太小、无法被利用的小分区。 ????????? 存储管理基本技术 三种基本的存储管理技术：分区法、可重定位分区法和对换技术 1.????????? 分区法：把内存划分成若干分区，每个分区里容纳一个作业。 1)???????? 固定分区：分区的个数、分区的大小固定不变； 每个分区只能放一道作业。 优点：管理方式简单。 缺点：内存空间利用率低。 2)???????? 动态分区法：分区大小和个数依作业情况而定；作业进入内存时才建分区。 优点：按需分配内存 缺点：产生大量碎片。 2.????????? 可重定位分区分配：通过紧缩可解决碎片问题；作业在内存中可以移动。 优点：解决了碎片的问题，提高了主存利用率； 缺点：增加了开销。，但须消耗大量的CPU时间。 3.????????? 对换技术：作业（或进程）在内存和磁盘之间交换，换出暂时不能运行的作业（或进程）；换入具备运行条件的作业（或进程）。 ????????? 虚拟存储器 1.????????? 虚拟存储器：是由操作系统提供的一个假想的特大存储器 2.????????? 虚拟存储器的基本特征： 1)??????? 虚拟扩充：不是物理上，而是逻辑上扩充了内存容量 2)???????? 部分装入：每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一部分 3)???????? 离散分配：不必占用连续的空间，而是“见缝插针”。 4)???????? 多次对换：所需的全部程序和数据要分成多次调入内存 3.????????? 虚拟存储器受到的限制： 1)??????? 指令中表示地址的字长 2)??????? 外存的容量 ????????? 分页存储管理技术 1.????????? 分页的概念 1)??????? 逻辑空间等分为页； 2)??????? 物理空间等分为块，与页面大小相同； 3)??????? 逻辑地址表示：（如，页面大小为1K） ??? 4)??????? 内存分配原则：以块为单位，逻辑上相邻的页可以分配在不相邻的内存块中。 5)??????? 页表：实现从页号到物理块号的地址映射 ? 6)??????? 地址映射：由硬件完成。 2.????????? 请求分页的基本思想 1)??????? 地址空间分页，内存分块，页与块大小相同； 2)??????? 作业部分装入内存。 3)??????? 作业所占的各块不连续。 4)??????? 硬件通过页表生成访内地址。 5)??????? 若缺页，进行缺页中断处理，换入内存。 6)??????? 利用快表可加速地址转换。 ????????? 分段存储管理技术 1.????????? 分段的概念 1)?? 逻辑空间分段：段是信息的逻辑单位，每段对应一个相应的程序模块，有完整的逻辑意义。 2)?? 程序的地址结构： 逻辑地址表示：（二维的地址空间） 3)?? 内存分配：内存以段为单位进行分配，每个段单独占用一块连续的内存分区。 4)?? 段表：实现每个逻辑段到物理内存中分区位置的映射 5)?? 地址转换：见图 P126 4-23 2.????????? 分页与分段的区别 ? 分页 ? 分段 ? 信息的物理单位 ? 信息的逻辑单位 ? 大小一样，由系统固定 ? 大小不等，由用户确定 地址空间是一维的 地址空间是二维的 ????????? 虚存中