操作系統(tǒng)課件 存儲器管理.ppt

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1、操作系統(tǒng)第5章存儲器管理本章主要內(nèi)容：5-1概述5-2連續(xù)存儲管理方式5-3覆蓋技術與交換技術5-4分頁存儲管理方式5-5分段存儲管理方式5-6段頁式存儲管理方式5-7虛擬存儲器5-8Linux的內(nèi)存管理5.1概述5-1-1存儲體系－計算機系統(tǒng)中存儲器一般分為主存儲器（內(nèi)存）和輔助存儲器（外存）兩級－內(nèi)存可以分成系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)兩部分，系統(tǒng)區(qū)用來存儲操作系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件，用戶區(qū)用于分配給用戶作業(yè)使用5-1-2存儲管理的目的為用戶提供方便、安全和充分大的存儲空間5-1-3存儲管理的任務地址轉換邏輯地址用戶源程序經(jīng)過編譯或匯編后形成的目標代碼中出現(xiàn)的地址，通常為相對地址形式，即規(guī)定目標程序的首地址

2、為零，而其它指令中的地址部分都是相對于首地址而定的，這里的地址通常稱為“邏輯地址”，有時也稱為相對地址物理地址內(nèi)存儲器中各存儲單元的編號稱為物理地址,物理地址有時也稱為絕對地址5.1概述5-1-1存儲體系－計算機系統(tǒng)中存儲器一般分為主存儲器（內(nèi)存）和輔助存儲器（外存）兩級－內(nèi)存可以分成系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)兩部分，系統(tǒng)區(qū)用來存儲操作系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件，用戶區(qū)用于分配給用戶作業(yè)使用5-1-2存儲管理的目的－為用戶提供方便－安全和充分大的存儲空間5.1概述5-1-3存儲管理的任務地址轉換邏輯地址用戶源程序經(jīng)過編譯或匯編后形成的目標代碼中出現(xiàn)的地址，通常為相對地址形式，即規(guī)定目標程序的首地址為零，而其它指令

3、中的地址部分都是相對于首地址而定的，這里的地址通常稱為“邏輯地址”，有時也稱為相對地址物理地址內(nèi)存儲器中各存儲單元的編號稱為物理地址,物理地址有時也稱為絕對地址5.1概述內(nèi)存的分配和回收當用戶提出內(nèi)存申請時，操作系統(tǒng)按一定策略從表中選出符合申請者要求的空閑區(qū)進行分配，并修改表內(nèi)有關項，這稱為內(nèi)存的分配；若某進程執(zhí)行完畢，需歸還內(nèi)存空間時，操作系統(tǒng)負責及時收回相關存儲空間，并修改表中有關項，這稱為內(nèi)存的回收。內(nèi)存的地址保護內(nèi)存儲器的地址保護功能一般由硬件和軟件配合實現(xiàn)內(nèi)存的共享－共享內(nèi)存儲器資源－共享內(nèi)存儲器的某些區(qū)域內(nèi)存的擴充內(nèi)存儲器的擴充不是硬件設備上的擴充，而是用虛擬技術來實現(xiàn)的邏輯上

4、的擴充，即虛擬存儲概念5.1概述5-1-4程序的鏈接和裝入將一個用戶源程序變?yōu)橐粋€可在內(nèi)存中執(zhí)行的程序，通常需要經(jīng)過以下幾個步驟：首先是編譯，由編譯程序將用戶源代碼編譯成若干個目標模塊；其次是鏈接，由鏈接程序將編譯后形成的目標模塊以及它們所需要的庫函數(shù)鏈接在一起，形成一個裝入模塊；最后是裝入，由裝入程序將裝入模塊裝入內(nèi)存。程序的鏈接靜態(tài)鏈接方式、裝入時動態(tài)鏈接運行時動態(tài)鏈接程序的裝入絕對裝入方式可重定位裝入方式動態(tài)運行時裝入方式5.2連續(xù)存儲管理方式5-2-1單一連續(xù)分配基本思想內(nèi)存的用戶區(qū)一次只分配給一個作業(yè)使用存儲保護機制基址寄存器和界限地址寄存器特點這種管理方式的分配、去配算法非常簡

5、單，內(nèi)存的利用率很低5.2連續(xù)存儲管理方式5-2-2分區(qū)分配分區(qū)分配的存儲管理是為了適應多道程序設計技術而產(chǎn)生的最簡單的管理方式固定分區(qū)基本思想系統(tǒng)預先把內(nèi)存中的用戶區(qū)分成若干個連續(xù)的區(qū)域，每個區(qū)域稱為一個“分區(qū)”。作業(yè)裝入時，根據(jù)它對內(nèi)存大小的需求量，系統(tǒng)將按照一定的策略，把能滿足它要求的一個分區(qū)分配給該作業(yè)分配和回收固定分區(qū)分配表，內(nèi)容包括分區(qū)號、起始地址、長度、占用標志等存儲保護機制上、下限寄存器或基址、長度寄存器優(yōu)缺點－優(yōu)點：簡單易行，適用于專用系統(tǒng)－缺點：內(nèi)存利用不充分，作業(yè)的大小受到分區(qū)大小的限制可變分區(qū)基本思想系統(tǒng)并不預先劃分內(nèi)存區(qū)間，而是在作業(yè)裝入時根據(jù)作業(yè)的實際需要動態(tài)地

6、劃分內(nèi)存空間。若無空閑的存儲空間或無足夠大的空閑存儲空間供分配時，則令該作業(yè)等待分配中的數(shù)據(jù)結構常用的數(shù)據(jù)結構有已分分區(qū)表和空閑分區(qū)表5.2連續(xù)存儲管理方式－已分分區(qū)表中記錄當前已經(jīng)分配給用戶作業(yè)的內(nèi)存分區(qū)，包括分區(qū)序號、開始地址、分區(qū)大小等信息－空閑分區(qū)表記錄了當前內(nèi)存中空閑分區(qū)的情況，包括分區(qū)序號、開始地址、分區(qū)大小分區(qū)分配算法－首次適應算法要求空閑分區(qū)鏈以地址遞增的次序鏈接，在進行內(nèi)存分配時，從鏈首開始順序查找，直至找到一個能滿足其大小要求的空閑分區(qū)為止－循環(huán)首次適應算法在為作業(yè)分配內(nèi)存空間時，不再每次從鏈首開始查找，而是從上次找到的空閑分區(qū)的下一個空閑分區(qū)開始查找。直至找到第一個能

7、滿足要求的空閑分區(qū)5.2連續(xù)存儲管理方式－最佳適應算法把既能滿足要求、又是最小的空閑分區(qū)分配給作業(yè)－最差適應算法每次為作業(yè)分配內(nèi)存時，總是找到一個滿足作業(yè)長度要求的最大空閑分區(qū)進行分配內(nèi)存分區(qū)分配操作首先，系統(tǒng)要利用某種分配算法，從空閑分區(qū)鏈(表)中找到所需的適合分區(qū)。設請求的分區(qū)大小為u.size，表中每個空閑分區(qū)的大小可表為m.size。若m.size-u.size小于系統(tǒng)規(guī)定的不在切割的剩余分區(qū)的大小size值、則