存储器管理是指存储器资源（主要指内存）管理。存储空间.ppt

4.1 地址重定位 4.2 分区存储管理 4.3 覆盖和交换 4.4 页面式存储管理 4.5 请求式页面存储管理 4.6 段式存储管理 4.7 段页式存储管理 逻辑地址（相对地址，虚地址）：用户的程序经过汇编或编译后形成目标代码，目标代码通常采用相对地址的形式。 其首地址为0，其余指令中的地址都相对于首地址来编址。 不能用逻辑地址在内存中读取信息。 物理地址（绝对地址，实地址）：内存中存储单元的地址。物理地址可直接寻址。 地址映射：将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址。 地址重定位：实现程序的相对地址空间到绝对地址空间之间的映射。 程序在成为进程前的准备工作 编辑：形成源文件(符号地址) 编译：形成目标模块(模块内符号地址解析) 链接：由多个目标模块或程序库生成可执行文件(模块间符号地址解析) 装入：构造PCB，形成进程(使用物理地址) 重定位方法： 静态重定位 动态重定位 优点：容易实现，无需硬件支持。 缺点： 程序在主存中只能连续分配； 程序装入内存后不能移动； 对共享的同一程序，各用户必须使用自己的副本，浪费存储空间。 优点： OS可以将一个程序分散存放于不连续的内存空间；可以移动程序。 有利用实现共享。 缺点：需要硬件支持（通常是CPU），是虚拟存储的基础。 缺点：不能充分使用存储空间。 内存分为两个连续区域：系统区，用户区。应用程序装入到用户区，可使用用户区全部空间。 最简单，适用于单道程序设计的OS。 优点：易于管理。 缺点：对要求内存空间少的程序，造成内存浪费（空闲存储区）。 基本思想：把内存分为一些大小相等或不等连续区域－－－－分区(partition)，每个分区只能驻留一个程序。操作系统占用其中一个分区。 特点：适用于多道程序系统和分时系统 支持多个程序并发执行 问题：存在碎片（小得难以使用的分区）问题，可能存在内部碎片和外部碎片。 内部碎片：占用分区之内未被利用的空间 外部碎片：占用分区之间难以利用的空闲分区（通常是小空闲分区）。 分区大小相等：只适合于多个相同程序的并发执行（处理多个类型相同的对象）。 分区大小不等：多个小分区、适量的中等分区、少量的大分区。根据程序的大小，分配当前空闲的、适当大小的分区。 优点：简单易于实现，开销小。 缺点： 内部碎片造成浪费 分区总数固定，限制了并发执行的程序数目。 采用的数据结构：分区表(分区说明表)－－记录分区的大小和使用情况 动态分区：在装入作业和处理过程中，按其要求的内存容量以及当时的内存资源使用情况，将一块大小与所要求相近的存储区分配给作业。 优点：没有内部碎片。 缺点：有外部碎片。 分区的数据结构：分区表，或分区链表 可以只记录空闲分区，也可以同时记录空闲和占用分区 单一分区表中，表项数目随着内存的分配和释放而动态改变，表长难以确定，分配回收分区时降低查找速度。 分区表可以划分为两个表：空闲分区表，使用分区表。从而减小每个表长度。空闲分区表（一般常用链表结构）中按不同分配算法相应对表项排序。 分区分配和释放算法 分区分配算法：寻找某个空闲分区，其大小需大于或等于程序的要求。 分区释放算法：需要将相邻的空闲分区合并成一个空闲分区。(这时要解决的问题是：合并条件的判断和合并时机的选择) 最先匹配法(first-fit)：按分区的先后次序，从头查找，找到符合要求的第一个分区 该算法的分配和释放的时间性能较好，较大的空闲分区可以被保留在内存高端。 但随着低端分区不断划分而产生较多小分区，每次分配时查找时间开销会增大。 最佳匹配法(best-fit)：找到其大小与要求相差最小的空闲分区 从个别来看，外部碎片较小，但从整体来看，会形成较多外部碎片。较大的空闲分区可以被保留。 最差匹配法(worst-fit)：找到最大的空闲分区 基本不留下小空闲分区，但较大的空闲分区不被保留。 基本思想：分配算法与可变分区分配基本算法基本相同，并对作业进程分区进行搬迁，以形成大的连续的空闲分区。 特点：解决外部碎片问题的简单有效的方法 对占用分区进行内存数据搬移占用CPU时间 如果对占用分区中的程序进行“浮动”，则其重定位需要硬件支持（提供基址－界限寄存器对）。 实现空闲分区拼接的时机：每个分区释放后，或内存分配找不到满足条件的空闲分区时 基本思想：一个作业由一些相对独立的程序段和数据段组成，每个段占用一个连续分区，而相应的各分区之间不要求是连续的。 特点：有效地解决外部碎片问题 要求： 相应的语言编译器能在作业的每个段内生成有效地址（各段相对于0编址） 系统内设置多对基址－界限寄存器。 优点： 可以实现分区共享 诸进程可以共享数据分区。 引入：其目标是在较小的可用内存中运