操作系统四版课件3教程.ppt

第3章 存储管理;问题1： 下列存储设备可以被CPU直接访问的访问的 是（ ）。 A.内存储器 B.高速缓冲存储器 C.硬盘 D.光盘 E.寄存器 F.磁盘 G.磁带 问题2：不能被CPU直接访问的设备上的数据，怎么才能被CPU 处理？ ;在操作系统中，把负责管理内存储器的那部分程序，称为存储管理。 ;基本概念;指导思想：利用辅存（如磁盘、磁带等）提供的大容量存储空间，存放准备运行的程序和数据，当需要时或主存空间允许时，随时将它们读入主存储器。; 3.1 存储管理综述;3.1.2 高速缓冲存储器的工作原理 ;3.1.3 存储管理的功能 ; 把用户程序指令中的相对地址变换成为所在绝对地址空间中的绝对地址的过程，称为“地址重定位”。 ;单元地址：内存储器由一个个存储单元组成。一个存储单元存放若干个二进制的位（bit），8个二进制的位被称做一个字节（Byte）。内存中的存储单元按一定的顺序号进行编号，每个单元对应的编号，称为该单元的单元地址。 物理地址：在操作系统中，把单元地址称为内存储器的物理地址，也叫做绝对地址。 物理地址空间：从任何一个绝对地址开始的一段连续的内存空间，被称为物理地址空间，也称为绝对地址空间。 逻辑地址空间：用户程序产生出一个相对于“0”编址的地址空间，这个地址空间被称为是用户程序的逻辑地址空间也称为相对地址空间。 逻辑地址：在逻辑地址空间中的地址被称为逻辑地址也叫做相对地址 。; 要求编程人员熟悉内存使用情况，程序设计时要极小心地对待指令中的地址，不能够出现任何差错，否则后果不堪设想；;静态重定位由软件（重定位装入程序）实现，无须硬件提供支持； ; 为阻止用户程序指令中的地址闯入操作系统所占用的区域，在CPU里设置一个用 于存储保护的 专用寄存器： “界限寄存器”。 ;;3.2.4 固定分区存储管理;作业尺寸比任何一个分区的长度都大时，就无法运行。 ;;.; 一是调度到某作业时，若系统的每个空闲区尺寸都小于它的需要，但空闲区总存储量大于它的存储请求，于是进行空闲区合并，得到一个大的空闲区，满足该作业的需要；一是只要有作业运行完归还所占用的存储区，系统就进行空闲区的合并。 ; 若有作业运行结束，则根据作业名到已分配表里找到它的表目项，将该项的 “状态”改为“空”，随之在空闲区表里寻找一个状态为“空”的表目项，把释放分区的信息填入，并将表目项状态改为“空闲”。 ; 例3-1 在图3-11的基础上，现在到达一个作业E，存储请求是30KB。试给出这时内存分区的划分情形以及已分配表和空闲区表的变化。; 把内存中每个空闲分区视为一个整体，在它里面开辟出两个单元，一个存放该分区的长度（size），一个存放它下一个空闲分区的起址（next），操作系统开辟一个单元，存放第1个空闲分区的起址，这个单元称为“链首指针”。最后一个空闲分区的next里存放标志“NULL” 。这样一来，系统里所有空闲分区被next连接成一个链表。从 链首指针出发，顺着各个空闲分区的next往 下走，就能到达每一个空闲分区。 ;; 最先适应算法：总是把最先找到的、满足存储需求的那个空闲分区作为分配的对象。 出发点尽量减少查找时间，有可能把大的空闲区分割许多小的分区，对大作业不利。;可变分区存储管理特点：;例3-2：如图3-19（a）所示，现有两个空闲分区。作业D到达，提出存储需求20KB。试问：如果系统实行最先适应算法，应该把哪一个空闲分区分配给它？分配后的内存情形用图示出。 ;;B请求240KB：; 用户作业仍然相对 于“0”进行编址，形成一 个连续的相对地址空间。操作系统按照内存块的尺寸对该空间进行划分，每一个分区被称为“页”，编号从0开始。 ;页号：用户程序相对地址空间中的n+1页，按照0、1…n编号。 块号：内存绝对地址空间中的m+1块，按照0、1…m编号。 页内位移：相对地址与所在页的起始位置的之间的位移。 块内位移：绝对地址与所在页的起始位置的之间的位移。 （页号，页内位移）：用户相对地址空间中的每一个相对地址，都可以用数对（页号，页内位移）来表示。 （块号，块内位移）：内存绝对地址空间中的每一个绝对地址，都可以用数对（块号，块内位移）来表示。 ; 用数对里的“页号”2去查作业A的页、块对应关系表。;例题：一个实行分页式存储管理的系统，内存块尺寸为2KB/块。现有一个用户，其相对地址空间为0～5129字节。若将此作业装入内存，计算系统产生多大的内存碎片，并判断碎片的性质。 分析步骤： 第一步：用户的相对地址空间的大小；5130 第二步：求用