存儲(chǔ)器管理ppt課件.ppt

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1、2.4存儲(chǔ)管理對(duì)主存儲(chǔ)器空間的管理內(nèi)存的分配與回收虛擬存儲(chǔ)技術(shù)地址映射存貯空間共享與保護(hù)存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)快速緩存：SRAMDataCache內(nèi)存：DRAM,SDRAM,DRDRAM等；外存：軟盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)、磁帶等；2.4.1存儲(chǔ)管理的功能內(nèi)存的分配與回收內(nèi)存的共享與保護(hù)地址映射主存的“擴(kuò)充”——虛擬內(nèi)存覆蓋與交換技術(shù)一、內(nèi)存分配與回收內(nèi)存分配就是為進(jìn)程分配內(nèi)存空間，涉及以下問(wèn)題：管理內(nèi)存分配表：記錄分配情況、空閑情況等制定分配策略表制定內(nèi)存劃分方式放置策略調(diào)入策略淘汰策略等分不等分二、內(nèi)存共享與保護(hù)共享保護(hù)共享內(nèi)存資源，程序并發(fā)執(zhí)行；共享內(nèi)存中公共信息。避免并發(fā)執(zhí)行的程序相互干擾；避

2、免用戶程序侵犯系統(tǒng)區(qū)。三、虛擬存儲(chǔ)技術(shù)引入原因：當(dāng)作業(yè)很大，超過(guò)內(nèi)存剩余時(shí)，無(wú)法裝入裝入的作業(yè)對(duì)內(nèi)存利用率不高：99%的指令在短時(shí)間內(nèi)都不會(huì)得到執(zhí)行解決方法不需一次全部裝入作業(yè)，程序部分裝入就可以執(zhí)行裝入內(nèi)存的程序在不需要訪問(wèn)時(shí)暫時(shí)從內(nèi)存換出給用戶感覺(jué)比實(shí)際空間大的虛擬空間虛空間大小虛空間的邏輯大?。娇蓪ぶ贩秶摽臻g的實(shí)際大小＝內(nèi)存＋外存對(duì)換區(qū)例：32位操作系統(tǒng)的可尋址范圍是232=4GByte四、地址映射邏輯地址（程序空間）物理地址（內(nèi)存空間）重定位0000Memory地址是以字節(jié)為單位的存儲(chǔ)器編號(hào)內(nèi)存空間（絕對(duì)空間）：整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)存從0開(kāi)始以字節(jié)為單位編址——物理地址程序空間（相對(duì)

3、空間）：程序由機(jī)器代碼組成，以字節(jié)為單位，每個(gè)程序都從0開(kāi)始編址——邏輯地址程序的裝入和鏈接從用戶源程序到內(nèi)存中可執(zhí)行的代碼將經(jīng)歷：編譯：完成源程序從高級(jí)語(yǔ)言到機(jī)器可理解代碼的轉(zhuǎn)換根據(jù)任務(wù)的需要可能形成若干相對(duì)獨(dú)立的目標(biāo)模塊鏈接：將目標(biāo)模塊鏈接起來(lái)，如標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、系統(tǒng)庫(kù)形成一個(gè)完整的裝入模塊裝入：由系統(tǒng)的裝入操作將裝入模塊裝入內(nèi)存涉及：內(nèi)存空間的分配——放到內(nèi)存什么地方地址空間的映射——地址變換程序的裝入A、絕對(duì)裝入方式裝入模塊的地址與內(nèi)存實(shí)際地址完全相同系統(tǒng)裝入程序時(shí)工作最簡(jiǎn)單，直接分配，不變換地址要求：用戶使用絕對(duì)地址編程用戶了解程序在內(nèi)存中的存放位置用戶控制內(nèi)存使用情況B、靜態(tài)重定

4、位裝入方式裝入模塊中使用從0開(kāi)始的相對(duì)地址裝入時(shí)，由系統(tǒng)分配內(nèi)存空間，并完成裝入模塊中相對(duì)地址變換為絕對(duì)地址重定位邏輯地址基地址+物理地址裝入模塊中的相對(duì)地址裝入時(shí)的地址變換MOVax,[2500]365010002500100001100012500MOVax,[2500]365程序空間內(nèi)存空間0[12500]12500＝10000+2500物理地址基地址相對(duì)地址C、動(dòng)態(tài)重定位裝入方式裝入模塊中使用相對(duì)地址，裝入時(shí)不變換地址，在執(zhí)行時(shí)才完成地址的變換方便了模塊的動(dòng)態(tài)裝入動(dòng)態(tài)重定位需特殊的硬件支持——重定位寄存器利用硬件地址變換機(jī)構(gòu)2.4.2連續(xù)分配存儲(chǔ)管理特點(diǎn)：為一個(gè)用戶程序分配一

5、個(gè)連續(xù)的內(nèi)存空間程序空間本來(lái)就是連續(xù)的用連續(xù)的內(nèi)存裝入連續(xù)的程序，減少管理工作的難度可分為：?jiǎn)我贿B續(xù)區(qū)存儲(chǔ)管理分區(qū)存儲(chǔ)管理單一連續(xù)區(qū)存儲(chǔ)管理內(nèi)存分為兩個(gè)區(qū)域：系統(tǒng)區(qū)，用戶區(qū)。應(yīng)用程序裝入到用戶區(qū)，可使用用戶區(qū)全部空間。最簡(jiǎn)單，適用于單用戶、單任務(wù)的OS。優(yōu)點(diǎn)：易于管理。缺點(diǎn)：對(duì)要求內(nèi)存空間少的程序，造成內(nèi)存浪費(fèi)；程序全部裝入，很少使用的程序部分也占用內(nèi)存。2.4.2分區(qū)存儲(chǔ)管理把內(nèi)存分為一些大小相等或不等的分區(qū)(partition)，每個(gè)應(yīng)用進(jìn)程占用一個(gè)或幾個(gè)分區(qū)；操作系統(tǒng)占用其中一個(gè)分區(qū)。特點(diǎn)：適用于多道程序系統(tǒng)和分時(shí)系統(tǒng)支持多個(gè)程序并發(fā)執(zhí)行可能存在內(nèi)零頭（分配給用戶但沒(méi)有被使用的

6、空間）和外零頭（沒(méi)有分配但無(wú)法分配的空間）按不同分配方式，分為：固定分區(qū)可變分區(qū)一、固定分區(qū)基本思想：將內(nèi)存區(qū)固定地劃分為大小相等或者不等的區(qū)域，每個(gè)分區(qū)裝入一道作業(yè)。分區(qū)劃分后，每個(gè)分區(qū)的長(zhǎng)度和內(nèi)存中的分區(qū)總數(shù)將保持不變。內(nèi)存分配表分區(qū)號(hào)大小起始地址狀態(tài)14K0000H未分配28K4000H已分配312K12000H未分配固定分區(qū)(大小相同)固定分區(qū)(多種大小)優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)，開(kāi)銷小。缺點(diǎn)：內(nèi)零頭造成浪費(fèi)分區(qū)總數(shù)固定，限制了并發(fā)執(zhí)行的程序數(shù)目二、可變分區(qū)（動(dòng)態(tài)分區(qū)）基本思想：根據(jù)作業(yè)任務(wù)的大小劃分分區(qū)，分區(qū)的大小和數(shù)目不再固定。分配區(qū)控制塊空閑區(qū)控制塊AMCB(Allocation

7、MemoryControlBlock)FMCB(FreeMemoryControlBlock)分配過(guò)程：10K作業(yè)1作業(yè)2作業(yè)3作業(yè)12K作業(yè)21K作業(yè)34K作業(yè)1作業(yè)3作業(yè)4作業(yè)43K“拼接”/“緊縮”技術(shù)多次分配、回收后，形成小空閑區(qū)無(wú)法使用。這時(shí)需要使用拼接或緊縮技術(shù)將已分配分區(qū)移動(dòng)，使未分配分區(qū)合成較大分區(qū)。對(duì)占用分區(qū)進(jìn)行內(nèi)存數(shù)據(jù)搬移占用CPU時(shí)間如果對(duì)占用分區(qū)中的程序進(jìn)行"浮動(dòng)"，則其重定位需要硬件支持。緊縮時(shí)機(jī)：每個(gè)分區(qū)釋放后，或內(nèi)存分配找不到