第四章 - 数据结构.ppt

4.5 基本分页存储管理方式 练习： 段号 长度 基址 0 660 219 1 14 3300 2 100 90 3 580 1237 4 96 1952 计算逻辑地址对应的物理地址： [0，430]，[1，10]，[2，500]，[3，400]，[5，100] 4.6.5 段页式存储管理方式 1. 基本原理： 段页式存储管理是分段和分页原理的结合，即先将用户程序分成若干个段（段式），并为每一个段赋一个段名，再把每个段分成若干个页（页式）。其地址结构由段号、段内页号、及页内地址三部分所组成。 段号 段内页号 页内地址 主程序段 数据段 子程序段 0 4k 8k 12k 16k 0 4k 8k 0 4k 8k 12k 用户程序 利用段表和页表实现地址映射 2. 地址变换过程 * 系统中设段表和页表，均存放于内存中。读指令或数据须访问内存三次。为提高执行速度可增设高速缓冲寄存器。 每个进程一张段表，每个段一张页表。 段表含段号,页表始址和页表长度。页表含页号和块号。 进行地址变换: 先用段号与段寄存器中的段长进行比较，若小于段长则利用段表始址和段号找出该段页表的始址,(否则越界中断)， 再用逻辑地址中的段内页号在页表中找到相应的块号，最后与页内位移形成物理地址。 返回 2. 地址变换过程 3．存储保护 进行地址变换时，首先利用段号S，将它与段长进行比较，如果S段长，则未越界，否则就越界。 4．改进 为了提高执行速度，在地址变换机构中增加一个高速缓冲器。每次访问它时，都须同时利用段号和页号去检索高速缓存，若能找到相匹配的项，便可从中得到相应页的物理块号，用来与页内地址一起形成物理地址，若未找到匹配的表项，则仍须三次访问内存。 5．优缺点 优：减少了碎片；便于共享。 缺：需硬件支持；增加软件复杂性和管理、开销。 * * 3. 动态重定位分区分配算法 图 4-10 动态分区分配算法流程图 4.紧凑的优缺点：提高了主存的利用率 但紧凑要做信息的传送工作，花费处理器的时间，增加系统的开销。 并且紧凑是有条件的：某作业执行中启动了外设，正在与外设交换信息，不能够移动； 减少移动次数方法：作业从两头装入比一头装入次数少 5．可重定位分区分配优缺点： （1）如果采用紧凑技术，可消除碎片，能有效利用主存空间，提高多程序系统的并发程度； （2）硬件支持，提高成本，移动时花费主机时间，降低了速度。作业需连续的存储空间。 4.4 对换(Swapping) 1. 对换的引入 对换：是指把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据，调出到外存上，以便腾出足够的内存空间，再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据，调入内存。 对换是提高内存利用率的有效措施。 1. 对换的引入 对换分类: 如果对换以进程为单位，因而称为“整体对换”或“进程对换”。通常被广泛应用在分时系统中，其目的是解决内存紧张问题，并可进一步提高内存的利用率。单一连续分配、固定和动态分区分配都可以采用此方法进行内存扩充。 如果对换是以“页”或“段”为单位，则统称为“部分对换” 2. 对换空间的管理 外存分为：文件区和对换区 对换区采用连续分配方式。 对外存空闲盘块的管理用空闲分区表或空闲链 对换区的空闲分区表： 首址（盘块号） 盘块数 分配和回收与内存类同。其分配算法是首次适应算法，循环首次适应算法或最佳适应算法。 3. 进程的换出与换入 (1) 进程的换出。 每当一进程由于创建子进程而需要更多的内存空间，但又无足够的内存空间等情况发生时，系统应将某进程换出。 过程： a、选择处于阻塞状态且优先级最低的进程； b、将进程的程序和数据传送到磁盘的对换区； c、回收该进程所占用的内存空间，并对该进程的进程控制块做相应的修改。 (2) 进程的换入。 系统应定时地查看所有进程的状态，从中找出“就绪”状态但已换出的进程，将其中换出时间(换出到磁盘上)最久的进程作为换入进程，将之换入，直至已无可换入的进程或无可换出的进程为止。 连续分配存储管理方式产生的问题: 产生许多碎片 碎片问题的解决方法: （1）拼接/紧凑技术代价较高。 （2）离散分配方式允许将作业/进程离散放到多个不相邻接的分区中，就可以避免拼接： 分页式存储管理：离散分配的基本单位是页 分段式存储管理：离散分配的基本单位是段 段页式存储管理：离散分配的基本单位是段、页 4.5基本分页存储管理方式 4.5.1 分页存储管理的基本方法 1. 页面和物理块 页面或页:是将一个进