难；虚拟存储器的基本概念.pptVIP

4.5.2 虚拟存储器的实现方法 请求分页系统 实现方法是在分页系统的基础上，增加了请求调页功能和页面置换功能所形成的页式虚拟存储系统。 1）需要硬件支持： ① 请求分页的页表机制：用于请求分页的数据结构； 缺页中断机构：产生缺页中断，以请求OS将所缺的页调入内存； 地址变换机构：实现逻辑地址到物理地址的变换（类似分页系统） 2）实现请求分页的软件：在硬件的支持下，还需实现请求调页功能的软件和实现页面置换功能的软件。 4.5.2 虚拟存储器的实现方法 请求分段系统 请求分段系统是在分段系统的基础上，增加了请求调段和分段置换功能所形成的段式虚拟存储系统。 1）需要硬件支持： ① 请求分段的段表机制：用于请求分段的段表数据结构； 缺段中断机构：产生缺段中断，以请求OS将所缺段调入内存； 地址变换机构：实现段逻辑地址到物理地址的变换 2）实现请求分段的软件：在硬件的支持下，还需实现请求调段功能的软件和实现分段置换功能的软件。 4.5.3 虚拟存储器的特征 多次性：一个作业被多次调入； 对换性：作业在运行期间可换进、换出； 虚拟性 ：从逻辑上扩充内存。 小结 分段系统的逻辑特征与物理实现； 分段系统的优点和缺点； 段页式系统的基本实现原理及优缺点； 虚拟存储系统的基本概念与实现原理； 授课内容与重难点 基本分段存储管理方式：理解相关概念，掌握实现原理（重）和地址变换过程（难）； 段页式存储管理方式：理解基本概念，掌握实现原理（重）和地址变换过程（难）； 虚拟存储器的基本概念：理解虚拟存储器的基本概念与实现思想（重点）； 4.4 基本分段存储管理方式 固定分区 动态分区 分页存储管理 提高内存利用率 知识回忆 分段存储管 理引入原因 满足用户(程序员)在编程和使用上多方面的需要 方便 编程 分段 共享 分段 保护 动态 链接 动态 增长 4.4.1 分段存储管理方式的引入 1 基本分段存储管理的基本思想： 4.4.2 分段系统的基本原理 作业地址空间 一个作业被划分为分若干个段； 一个段拥有一个段名或段号； 一个段标识一个完整的信息单位 段号从0开始，依次编号到n； 每一段段内从0开始连续编址； 作业的地址空间为二维的； LOAD 1,[A]|D STORE 1,[B]|C 主程序段 0 0 15K-1 7K-1 子程序段 1 0 8K-1 数据段 2 0 作业地址空间按逻辑分段，物理内存空间按段的实际大小分配，所有逻辑段运行前需要全部装入 分段地址结构： 内存分配思想： 以段为单位，为每个段分配一片连续的内存空间依次存放段的全部信息； 每个段分配的内存空间由其起始地址和段长度确定； 段之间为离散分配，即各段之间地址可以不连续； 段号 段内地址 31 16 15 0 分段存储分配的算法与特点： 动态分区分配：采用空闲分区表或链表管理可用内存空间；分配策略可采用首次适应、循环首次适应或最佳适应算法。 段内连续，段间离散：分段式管理以段为单位为一个段分配一片连续存储空间；各段之间的内存分配可以是连续的，即段间离散。 缺点：同样不可避免碎片问题。 2 段表：为了实现段的逻辑地址到物理地址的转换，必须为每个进程建立一个段表，用于记录各段的内存分配信息。 段号 段长 基址 0 30K 40K 1 20K 80K 2 15K 120K 3 10K 150K 段表示意图 段表的存储和隶属关系： 存储：段表一般存放在内存中，由段表始址和段表长度唯一确定； 归属：每个进程拥有一个段表；并在进程PCB记录段表的始址和段表长度； 目的：实现段的地址映射。 段表实现地址映射示意图 3 地址变换 地址变换机构：段地址变换机构由段表、段表寄存器、物理地址寄存器等硬件设施以及相关软件组成； 段表寄存器：存放段表始址和段表长度； 地址变换过程如下图所示： 段表寄存器 段表始址 段表长度TL ≤ 2 100 段号S 位移量W + 越界中断 段号 段长 始址 0 1 2 3 1k 600 500 200 6k 4k 8k 9200 + 8292 主存 物理地址 逻辑地址 段表 段式系统地址变换过程示意图 8k W500 8k+100 8292 8691 not 段地址变换过程描述 从段逻辑地址寄存器中取得段号S和段内位移量W； 将S与段表寄存器中的段表长度TL比较，若S≥TL，越界异常处理； 否则，根据段表始址和段号在段表中查找段号为S的表项，得到该段的内存空间首地址； 把段首地址与段内位移相加，形成内存地址送入物理地址寄存器中，并以此地址访问内存取出指令或数据。 地址变换特点： 同页式