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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 4.1??? 存储器的层次结构 4.1.1 多级存储器结构 4.1.2 主存储器与寄存器 4.1.3 高速缓存和磁盘缓存 4.1.1 多级存储器结构 存储层次至少应有三级：CPU寄存器、主存、辅存 4.1.2 主存储器与寄存器 1、主存储器 主存也称可执行存储器。CPU可从其中取指令和数据，数据能从主存读取并装入到寄存器中，或从寄存器存入到主存。 4.1.3 高速缓存和磁盘缓存 1、高速缓存（cache） 容量大于寄存器，访问速度快于内存。 Cache分类： 一级cache紧靠内存，速度最高，容量最小。 二级cache容量稍大，速度也稍低。 4.2??? 程序的装入和链接 从源程序到程序执行 地址空间的概念 重定位的概念 程序的装入 程序的链接 1、从源程序到程序执行 编译：编译程序 由编译程序（Compiler）将用户源代码编译成若干个目标模块。 链接：链接程序 由链接程序（Linker）将编译后形成的一组目标模块，以及它们所需要的库函数链接在一起，形成装入模块。 装入：装入程序 由装入程序（Loader）将装入模块复制到内存中。 2、地址空间的概念 物理（绝对）地址——程序执行 每个内存单元的固定顺序地址（编号）。 内存：由字或字节组成的一维线性地址空间 逻辑（相对）地址——装入（汇编编译） 被链接装配（或汇编、编译）后的目标模块所限定的地址的集合； 相对于某个基准量（通常为：0）的编址。 3、重定位的概念 重定位 概念：在装入时对目标程序中指令和数据的修改过程称为重定位。 即，逻辑地址变换为物理地址的过程。 重定位的类型 静态重定位：地址变换是在装入时一次完成的，以后不再改变。 动态重定位：地址变换是在程序指令执行时进行的。 4、程序的链接 链接： 把一个程序相关的一组目标模块和系统调用模块（库函数）链接形成一个整体——装入模块的过程。 具体工作： 对相对地址的修改；变换外部调用符号。 链接方式分类： 静态链接 装入时动态链接 运行时动态链接 5、程序的装入 含义：就是把链接好的装入模块装入“内存”。 装入方式分类： 绝对装入 可重定位装入（静态重定位） 动态运行时装入（动态重定位） 提示：通常链接、装入程序是一体的。 4.3??? 连续分配方式 为用户程序分配一个连续的内存空间。曾被广泛应用，且现在仍被采用。 单一连续分配 固定分区分配 动态分区分配 伙伴系统 哈希算法 可重定位分区分配 对换 4.3.1 单一连续分配 基本思想 把内存分为系统区和用户区，系统区供OS使用，通常放在低址部分；系统区以外的全部内存空间是用户区。 特点 只能用于单用户、单任务的OS中。 软件简单，硬件要求低（无需存储保护） 实例 CP/M，MS-DOS，RT-11 4.3.2 固定分区分配 最简单的一种可运行多道程序的存储管理方式。 1、划分分区的方法 分区大小相等： 缺乏灵活性，用于控制多个相同对象的系统 分区大小不等： 多个较小分区、适量中等分区、少量大分区 2、内存分配管理 将分区按大小排队 建立分区使用表——起址、大小、状态 程序装入时，由内存分配程序检索分区使用表，找到符合要求的分区，并进行标记。 4.3.3、动态分区分配 根据进程的实际需要，动态的分配内存空间 1、内存管理方式： 空闲分区表——序号、起址、大小等项 空闲分区链——双向链表 2、分区分配算法（5种） 首次适应算法：空闲分区按起址递增次序排列，从头开始直至找到第一个满足要求的空闲分区。 特点：内存低端会留下小的空闲区，高端有大的空闲区； 3、分区分配操作（分配算法流程） 分配内存 从空闲分区链（表）中找到所需大小的分区。 判断条件：M.Size - U.Size ≦ Size 剩余部分挂接到空闲分区链（表）上。 回收内存 回收区与插入点的前一个空闲分区相邻接； 回收区与插入点的后一个空闲分区相邻接； 回收区与插入点的前后两个空闲分区相邻接； 回收区不与任何一个空闲分区相邻接； 优缺点 管理复杂，总会有闲置的小分区——“碎片”。 4.3.4、伙伴系统 根据进程的实际需要，动态的分配内存空间 1、内存管理方式： 空闲分区表——序号、起址、大小等项 空闲分区链——双向链表 4.3.5、哈希算法 4.3.6、可重定位分区分配 1、动态重定位的引入 随着系统接收的作业的增加，内存中连续的大块分区不复存在，产生了大量的“碎