[工学]计算机操作系统 第五章 存储器管理2.ppt

5.4.1 页式存储管理的引入 分页管理中页与页框的对应关系示意图 2. 地址变换过程 地址变换过程（续） 内存的分配 4.快表 如果把页表放在主存中，无疑会影响系统的性能。这是因为每次访问主存，首先必须访问页表，读出页描述子，之后根据形成的实际地址再访问主存，这样使访问主存的次数加倍，因而使总的处理速度明显下降。 为了解决这个问题人们采用一组具有并行查询能力的高速缓冲寄存器，称为“联想存储器(ASSOCIATIVE MEMORY)” 或 “快表”,存放当前访问过的页的页描述子，每次访问主存时，首先查找快表，若找到所需的页描述子，则快速形成物理地址。否则从页表中查找后形成物理地址，同时把页描述子写入快表。如果设计得当，快表的命中率可以很高。 5.5.1 分段式存储管理的引入 在分页存储系统中，作业的地址空间是一维线性的，这破坏了程序内部天然的逻辑结构,造成共享、保护的困难。引入分段存储管理方式， 主要是为了满足用户和程序员的下述需要： 1) 方便编程 2) 信息共享 3) 信息保护 4) 动态增长 5) 动态链接 5.5.3 信息共享 优点：增加并发运行的程序数目，并且给用户提供适当的响应时间；编写程序时不影响程序结构 缺点：对换入和换出的控制增加处理机开销；程序整个地址空间都进行传送，没有考虑执行过程中地址访问的统计特性。 考虑的问题： 程序换入时的重定位； 减少交换中传送的信息量，特别是对大程序； 对外存交换区空间的管理：如动态分区方法； 分段系统中共享editor的示意图 分段管理的优缺点 优点： 便于动态申请内存 管理和使用统一化 便于共享 便于动态链接 缺点： 产生碎片 思考：可变分区存储管理方案的相同点与不同点？ 第五章???存储器管理  5.6 段页存储管理 1.段页式存储管理产生背景 结合段式与页式二者优点 克服二者的缺点 2. 基本思想 用户程序划分：按段式划分（对用户来讲，按段的逻辑关系进行划分； 对系统划分: 按页划分每一段） 逻辑地址： 内存划分：按页式存储管理方案 内存分配：以页为单位进行分配 段号 段内地址 页号 页内地址 3. 管 理 段表：记录了每一段的页表始址和页表长度 页表：记录了逻辑页号与内存块号的对应关系（每一段有一个，一个程序可能有多个页表） 空块管理：同页式管理 分配：同页式管理 4. 地址空间 一个程序首先被划分成若干程序段，每一段给予不同的分段标识符然后，对每一分段又分成若干个固定大小的页面。如下图(a)所示，系统中的一个作业的地址空间结构页面尺寸为４Ｋ字节，该作业有三个分段，第一段为15K字节，占4页，最后一页只有1K未用；其它段同理。未足一页大小的补为一页。 作业的地址空间和地址结构 1.作业地址空间 图（a） 2. 地址结构图（b） 5.地址映射 6. 地址变换 从控制寄存器读取段表始址，找到段表； 段号＋段表始址 得到段描述子地址； 从段描述子读取页表始址，找到页表； 页号＋页表始址 得到页描述子地址； 从页描述子读取物理块号； 物理块号＋页内位移量 得到物理地址。 上述的地址变换至少要访问主存三次，这将使执行程序的速度大大降低。为了解决上述问题，可以采取前边讲过的“快表”技术。 7.段页式存储管理算法 8.中断处理模块的主要功能 1 链接障碍中断:实现动态链接。其主要工作是：给用符号命名的分段分配一个段号；在相应段表及现行调用表中，为其设置表目；利用段号改造链接间接字。 2 缺段中断: 在系统的现行分段表中建立一个表目（若曾调入过，则只需改变状态）；为调进的段建立一个页表，并在其段表的相应表目中登记此页表的起始地址。 3 缺页中断: 在主存中找出空闲的存储块。如没有，则调用置换算法，移去主存中的一页，然后调进所需页面；最后修改相应的页表表目。 第五章????存储器管理 5.7 交换与覆盖 1.交换技术(overlay)与覆盖技术(swapping) 在多道环境下扩充内存的方法，用以解决在较小的存储空间中运行较大程序时遇到的矛盾 覆盖技术主要用在早期的操作系统中 交换技术被广泛用于小型分时系统中，交换技术的发展导致了虚存技术的出现 2. 交换与覆盖异同点 共同点： 进程的程序和数据主要放在外存，当前需要执行的部分放在内存，内外存之间进行信息交换 不同点：如何控制交换？ 3.覆盖技术 引入：其目标是在较小的可用内存中运行较大的程序。常