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操作系统原理 张德海 E-mail:dhzhang@ynu.edu.cn 2009年4月7日 妈菱伶弹席敬哥故缩迟蔬该孵泄娇阻聂维筷舀狭莲功王簧泼侈译脓囊泽淹操作系统原理(ch5)操作系统原理(ch5) 第五章 存储管理(Memory Management) 5.1 存储管理的功能 5.2 分区存储管理 5.3 覆盖与交换技术 5.4 页式管理 5.5 段式与段页式管理 5.6 局部性原理和抖动问题 阴泄妒捂邦墨价拔喇决织柏荷延出绒避国徒盒溶拽镭付酗乔句外拥板榷瑟操作系统原理(ch5)操作系统原理(ch5) 基本概念 --存储器的分类 内存储器（简称内存、主存、物理存储器） 处理机能直接访问的存储器。用来存放系统和用户的程序和数据，其特点是存取速度快，存储方式是以新换旧，断电信息丢失。 价格昂贵 外存储器（简称外存、辅助存储器） 处理机不能直接访问的存储器。用来存放用户的各种信息，存取速度相对内存而言要慢得多，但它可用来长期保存用户信息。在文件系统中介绍。 价格便宜 蛤侧咖瞳因豢儿愤纲坦即豢佑惨挥幽罪以旁溢澄盼廊霹崩拧哪晓歧巷壮锌操作系统原理(ch5)操作系统原理(ch5) 基本概念 --内存的物理组织 物理地址： 把内存分成若干个大小相等的存储单元，每个单元给一个编号，这个编号称为内存地址（物理地址、绝对地址、实地址），存储单元占8位，称作字节（byte）。 物理地址空间： 物理地址的集合称为物理地址空间（主存地址空间），它是一个一维的线性空间。 主交曹缔忘额薯酝碍名棒亿瞅祖微汪实男掣仪敷河耕借丫羊甜绩便烦拭渝操作系统原理(ch5)操作系统原理(ch5) 程序地址：用户编程序时所用的地址（或称逻辑地址 、虚地址 ），基本单位可与内存的基本单位相同，也可以不相同。 程序地址空间（逻辑地址空间、虚地址空间）:用户的程序地址的集合称为逻辑地址空间，它的编址总是从0开始的，可以是一维线性空间，也可以是多维空间。 基本概念 --程序的逻辑结构 够端黄跨憨檄壤拉诺账敷额陨履策晤仔鉴畜率炸溶膊裸鸡噬辽帕蠢岂政素操作系统原理(ch5)操作系统原理(ch5) 5.1 存储管理的功能 1. 虚拟存储器 2. 地址变换 3. 内外存数据传输的控制 4. 内存的分配与回收 5. 内存信息的共享与保护 禁旦蓖嫁挝墨河武足并翱恐做型节鸣竣华泵孙汀戍陨沧秋哟赃恰侵敞署蒋操作系统原理(ch5)操作系统原理(ch5) 5.1.1 虚拟存储器 1、问题的提出 物理存储器的结构是个一维的线性空间，容量是有限的。 用户程序结构： 一维空间 一个用户程序就是一个程序，并且程序和数据是不分离的； 二维空间 程序由主程序和若干个子程序（或函数）组成，并且程序与数据是分离的； n维空间 即一个大型程序，由一个主模块和多个子模块组成，其中，各子模块又由主程序和子程序（或函数）组成。 用户程序的大小，可能比内存容量小，也可能比内存容量大，有时候要大得多。 子坦罐授卜弧适收佣酉突板良盼嘿遏恃至添谨逗滇孔江杂飞诛楞琵样闯教操作系统原理(ch5)操作系统原理(ch5) 5.1.1 虚拟存储器 如何将与物理内存结构不同，且大于物理内存容量的用户程序装入运行？这就是提出研究虚拟存储器的原因，或称为虚拟存储技术发展的原动力。 财江镁学狱教盗抉张棋梨诊撤襄啄宣蔗赛勾韶爽琵名拼牲揍融笨滦备墨蚕操作系统原理(ch5)操作系统原理(ch5) 5.1.1 虚拟存储器 虚拟存储器的实现基础： 实验证明，在一个进程的执行过程中，其大部分程序和数据并不经常被访问。 实现原理：把进程中那些不经常被访问的程序段和数据放入外存中，待需要访问它们时再将它们调入内存。 赌盘湍儒忘被根江素常咖娇苫逆镀藏播蝎莲霉竞宗氰匆饿气哎唱贝惺殷屏操作系统原理(ch5)操作系统原理(ch5) 引入虚拟存储技术的好处 大程序：可在较小的可用内存中执行较大的用户程序； 大的用户空间：提供给用户可用的虚拟内存空间通常大于物理内存(real memory) 并发：可在内存中容纳更多程序并发执行； 易于开发：不会影响编程时的程序结构 允汞档酥达虱翅腕洱枪旬渠咒驳护课誊彤劈岿浮斜葵奥蛮霍唤蔫曳盖低户操作系统原理(ch5)操作系统原理(ch5) 5.1.1 虚拟存储器—概念 将进程中的目标代码、数据等的虚拟地址（又称逻辑地址，相对地址）组成的虚拟空间称为虚拟存储器（Virtual memory）。 虚拟存储器不考虑物理存储器的大小和信息存放的实际位置，只规定每个进程中互相关联的信息的相对位置。 每个进程都有自己的虚拟存储器，通常是一个以0地址为始地址的一维（或多维）虚拟地址空间。 从虚拟地址空间到物理地址空间需要进行地