os_第4章存储器管理探析.ppt

南昌大学信息管理系NanChang University;4.1 程序的装入和链接; 4.1.1程序的装入:;一、绝对装入方式;绝对装入方式只能将装入模块装入到内存中事先指定的位置。 一般在程序中采用符号地址，在编译或汇编时，将符号地址转换为绝对地址。 绝对装入程序按照装入模块中的地址，装入时不用对程序和数据的地址进行修改。 只能用于单道程序环境。 ;二、可重定位装入方式;;原因: 当程序装入内存时, 操作系统要为该程序分配一个合适的内存空间，由于程序的逻辑地址与分配到内存物理地址不一致, 而CPU执行指令时，是按物理地址进行的，所以要进行地址转换 ; 重定位：在装入时对目标程序中的指令和数据地址的修改过程。;静态重定位的主要缺点：;三、动态运行时装入方式（动态重定位） ;动态重定位;4.1.2 程序的链接 ;; 编译后得到三个目标模块，要将这几个目标模块链接装配成一个装入模块，要解决两个问题。;二、装入时动态链接;三、运行时动态链接 ;4.2 连续分配存储管理;4.2.1 单一连续分配;;用户程序;; 为了防止OS受到用户的破坏，存储保护可以通过硬件设置一个基址寄存器和界限寄存器来实现。 ;主要优点: 管理简单，只需要较少的软件和硬件支持，便于用户了解和使用。;;4.2.2 固定分区分配;一、划分分区的方法;二、内存分配 ;分区使用表; 采用固定分区时，把一个分区分配给某作业后，该作业就在此区域里运行、工作，直至完成。 ;固定分区存储管理的地址转换和存储保护 ; 由于用户作业的尺寸一般都不能与所分配分区相同，就会出现存储碎片，即存储空闲区。 ; OS的设计者们观察到固定分区多道程序设计带来用户C的问题，看出一个显著的改进是允许作业正好占据它们需要的空间（但作业的长度必须小于整个存储器），没有必须遵守的固定边界。 作业能得到它所需要的存储区。于是又引入了动态分区的存储器分配方式。 ;4.2.3 动态分区分配（可变分区）; 动态分区的存储管理改进了存储使用效率，却使存储的分配和释放工作复杂化了，它必须记录各进程使用存储的有关信息。 ;在实现分区分配存储管理方式时，必须解决三个问题：;一、分区分配中的数据结构 ;0K;110K;二、分区分配算法 ;2、循环首次适应算法 ;3、最佳适应算法;4、最坏适应算法 ;A;三、分区分配操作; 1、分配内存 ; 2、回收内存 ; 2、回收内存 ;（2）回收区与插入点的后一分区相邻接;（3）回收区同时与插入点的前、后两个分区邻接;（4）回收区既不与F1邻接，也不与F2邻接。;分区回收算法：(补充）;碎片问题：;地址转换与存储保护 ;作业2;作业2;存储器“打饱嗝” ; 由于程序在存储空间中移动所进行的与位置有关的地址调整过程，也称为重定位或者叫“浮动”。;2、动态重定位 ; 动态重定位中，地址变换过程只在程序执行期间，随着对每条指令和数据的访问而自动进行的。 当系统对内存进行了“紧凑”，而使若干程序从内存的某处移至另一处时，不需对程序做任何修改，只要用该程序在内存的新起始地址，去置换原来的起始地址就可以了。 ; 三、动态重定位分区分配算法 实现动态重定位分区分配算法和动态分区基本上相同。; ; 固定分区： 动态分区： 动态重定位分区：; 分区分配的优缺点; 缺点： （1）内存利用率仍然不高，除了动态重定位分区方式以外，都存在着严重的零头问题。在单一连续区分配一样，要求作业执行前全部装入内存，在内储器中可能包含有从未使用过的信息。 （2）采用拼接技术，虽然解决了零头问题，但有时需要移动大量的信息，从而损失了处理机时间。 （3）不能实现对主存的“扩充”，不能为用户提供一个比存储空间大的地址空间，作业的大小受到主存可用空间的限制。 ;4.2.5 对换 ;1 对换的引入; 以整个进程为单位。 用于解决内紧张问题进一步提高内存的利用率。 ; 为了实现进程对换，系统必须能实现以下三方面的功能： ⑴对换空间的管理； ⑵进程的换出； ⑶进程的换入。 ;2 对换空间的管理 ; 对换区空间的分配与回收，与动态分区雷同。;3 进程的换出与换入 ;一、进程的换出;（1）优先级低的阻塞进程 （2）优先级低的就绪进程 ; 2、换出过程 换出程序（进程），只能换出那些非共享的程序和数据段。;是否把整个进程都换出？;二、进程的换入 ;