操作系統(tǒng)存儲管理（完）課件.ppt

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1、第四章存儲管理4.1概述一、存儲器的層次：三級存儲器結(jié)構(gòu)Cache內(nèi)存外存由硬件寄存器構(gòu)成，速度等同于電子線路的開關(guān)速度由順序編制的單元組成的一維數(shù)組內(nèi)存的后備支持，如：磁盤、磁帶只有通過內(nèi)存，cpu才能訪問Cpu可以直接訪問存取速度增加成本增加容量減少本章主要討論幾種常用的內(nèi)存管理技術(shù)。二、用戶程序的處理過程執(zhí)行代碼數(shù)學(xué)模型源程序目標(biāo)模塊裝配模塊符號、名字相對地址（各模塊都以0為基地址）（統(tǒng)一的外部訪問地址）內(nèi)存的物理地址4.1概述絕對裝入方式：按模塊中的地址，將程序和數(shù)據(jù)裝入到內(nèi)存對應(yīng)位置?？芍囟ㄎ环绞剑涸谘b入程序時，根據(jù)當(dāng)

2、時內(nèi)存的實際使用情況，重新調(diào)整裝入的內(nèi)存位置，把程序裝入到內(nèi)存的適當(dāng)?shù)胤?。?shù)學(xué)模型編輯用P,C源程序編譯匯編目標(biāo)模塊連接裝配模塊裝配執(zhí)行代碼絕對目標(biāo)程序（可執(zhí)行代碼）(絕對地址.物理地址)存儲空間名字空間源程序(名字/符號)地址空間相對目標(biāo)程序(相對地址.邏輯地址虛地址)編譯連接地址重定位三、地址重定位（映射）---Relacation1.術(shù)語4.1概述名字空間：用戶源程序中由符號指令，數(shù)據(jù)說明等符號名字構(gòu)成的空間經(jīng)匯編或編譯后其目標(biāo)程序占有的地址范圍稱為地址空間；這些地址編號是相對于起始地址（0）而定的，稱為邏輯地址或相對地址

3、。存儲空間是目標(biāo)程序裝入內(nèi)存后占用的一系列物理單元的集合。這些物理單元編號稱為物理地址或絕對地址。把程序中的邏輯地址變成內(nèi)存中的物理地址的過程。2.重定位的兩種方式靜態(tài)重定位:在程序執(zhí)行之前進(jìn)行；由重定位裝配程序根據(jù)將要裝入的內(nèi)存起始位置直接修改模塊中的有關(guān)使用地址的指令。－－固定在內(nèi)存的某個連續(xù)區(qū)域，不能再移動。重定位裝配程序來實現(xiàn)(一對界地址寄存器實現(xiàn)保護(hù))三、地址重定位（映射）x’=x+D物理地址邏輯地址下界地址—內(nèi)存中的起始地址邏輯地址空間xLD上界下界界地址寄存器內(nèi)存空間Lx’D內(nèi)存中起始地址內(nèi)存中結(jié)束地址三、地址重定

4、位（映射）特點(diǎn)：程序執(zhí)行前一次性全部完成。性能分析：優(yōu)點(diǎn)---實現(xiàn)簡單，不需要硬件機(jī)構(gòu)；缺點(diǎn)---程序重定位之后就不能再在內(nèi)存中移動；要求程序的存儲空間是連續(xù)的，不能放在若干個不連續(xù)的區(qū)域內(nèi)；各個用戶進(jìn)程很難共享內(nèi)存中的同一程序副本。例：假設(shè)已知一段程序的經(jīng)匯編連接后邏輯地址空間如圖所示，采用靜態(tài)地址重定位，上，下界地址寄存器如圖，試給出其存儲空間圖。0100300400LOAD1，300567814001000上界下界與地址有關(guān)的量要做變更X’=x+D13005678100011001400LOAD1，300內(nèi)存X’=x+D3

5、00與地址有關(guān)的量如何處理？1300300(2)動態(tài)重定位時機(jī)：在程序執(zhí)行過程中進(jìn)行，當(dāng)CPU訪問內(nèi)存指令時由動態(tài)變換機(jī)構(gòu)自動進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。實現(xiàn)：目標(biāo)模塊不加任何修改而裝入內(nèi)存，由定位寄存器和加法器硬件完成地址轉(zhuǎn)換。三、地址重定位（映射）LOAD1，30056780100300400例：假設(shè)已知一段程序的經(jīng)匯編連接后邏輯地址空間如圖所示，采用動態(tài)地址重定位，試給出其存儲空間圖。10001100LOAD1，3001300567814001000+重定位寄存器加法器300與地址有關(guān)的量如何處理？300程序不做任何修改裝入內(nèi)存，在執(zhí)行

6、時訪問內(nèi)存時利用重定位寄存器進(jìn)行地址重定位特點(diǎn)：程序執(zhí)行時動態(tài)地完成。性能分析：優(yōu)點(diǎn)---程序裝入內(nèi)存之后再搬遷也不會影響其正確執(zhí)行；每個目標(biāo)模塊裝入的存儲區(qū)不必順序相鄰，只需要各自對應(yīng)的定位寄存器即可。--是虛擬存儲器技術(shù)的基礎(chǔ)缺點(diǎn)---需要硬件支持。三、地址重定位（映射）四、存儲管理的功能內(nèi)存的分配與回收；地址重定位；內(nèi)存信息的共享與保護(hù)；內(nèi)存的擴(kuò)充（滿足用戶對內(nèi)存超容量要求）；4.1概述1。可由CPU調(diào)用執(zhí)行的程序所對應(yīng)的地址空間為。A.名稱空間B.虛擬地址空間C.相對地址空間D.物理地址空間2。當(dāng)程序經(jīng)過編譯或者匯編以后

7、，形成了一種由機(jī)器指令組成的集合被稱為。A.源程序B.目標(biāo)程序C.可執(zhí)行程序D.非執(zhí)行程序3。目標(biāo)程序指令的順序都以0作為一個參考地址，這些地址被稱為。A.虛擬地址B.物理地址C.絕對地址D.重定位地址4。若調(diào)用指令LOADA,Data，經(jīng)動態(tài)重定位后，其對應(yīng)指令代碼。A.保持不變B.會變化，隨裝入起始地址變化而變化C.會變化，固定在某一存儲區(qū)域D.重定位項等于重定位寄存器內(nèi)容目的：為了滿足多道程序設(shè)計思想。方法：將內(nèi)存劃分為若干個分區(qū)，每個分區(qū)分配給一個作業(yè)，用靜態(tài)重定位方式進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，提供必要的保護(hù)手段，保證各作業(yè)互不干擾

8、。在分區(qū)的劃分方式上有固定分區(qū)和可變分區(qū)兩種。4.2早期的存儲管理技術(shù)---分區(qū)式分配方式一、固定式分區(qū)（靜態(tài)分區(qū)）一、固定式分區(qū)區(qū)號大小起址標(biāo)志18K20K0232K28K0364K60K04132K124K0(b)分區(qū)說明表0124K132K4作業(yè)C60K6