存儲器管理(第17講)ppt課件.ppt

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1、存儲器管理(1)講師:張偉峰Bill.Zhang08~09學(xué)年第一學(xué)期第17講存儲管理存儲管理負(fù)責(zé)計算機系統(tǒng)存儲器的管理，存儲管理主要是指對內(nèi)存空間的管理。內(nèi)存空間一般分為：(1)系統(tǒng)區(qū)，存放操作系統(tǒng)，一些標(biāo)準(zhǔn)子程序。(2)用戶區(qū)，存放用戶的程序和數(shù)據(jù)等。一、基本概念1、實存儲器和虛存儲器（1）實存儲器實存儲器是計算機系統(tǒng)中配置的實際物理存儲器。通常有三類：內(nèi)存儲器（主存儲器）、外存儲器（輔助存儲器）和高速緩存（2）虛存儲器虛存儲器有兩層含義：①指用戶程序的邏輯地址構(gòu)成的地址空間；②指當(dāng)內(nèi)存容量不滿足用戶要求時，采用一種將內(nèi)存空間與外存空間有機地結(jié)合在

2、一起，利用內(nèi)外存自動調(diào)度的方法構(gòu)成的一個大的存儲器，從而給用戶程序提供更大的訪問空間。2、邏輯地址和物理地址（1）邏輯地址用戶程序經(jīng)過編譯或匯編形成的目標(biāo)代碼，通常采用相對地址形式，其首地址為零，其余指令中的地址都是相對首地址而定。這個相對地址就稱為邏輯地址或虛擬地址。（2）物理地址物理地址是內(nèi)存中各存儲單元的編號，即存儲單元的真實地址，是可識別、可尋址并實際存在的。3、地址映射為了保證CPU執(zhí)行程序指令時能正確訪問存儲單元，需要將用戶程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為運行時可由機器直接尋址的物理地址，這一過程稱為地址映射或地址重定位。地址映射又可分成兩類：（1）

3、靜態(tài)地址映射。（2）動態(tài)地址映射。二、內(nèi)存管理1、內(nèi)存擴充將外存作為主存的擴充部分供用戶程序使用。2、內(nèi)存分區(qū)對內(nèi)存空間的劃分可以是靜態(tài)的，也可以動態(tài)的；可以是等長的，也可以不等長。（1）靜態(tài)劃分——指系統(tǒng)運行前將內(nèi)存空間劃分為若干區(qū)域。（2）動態(tài)劃分——在系統(tǒng)運行的過程中才劃分內(nèi)存空間。（3）等長分區(qū)——將存儲空間劃分為若干個長度相同的區(qū)域。（4）不等長分區(qū)——將存儲空間劃分為若干長度不同的區(qū)域。3、碎片處理（1）什么叫“碎片”碎片是指內(nèi)存中出現(xiàn)的一些零散的小空閑區(qū)域。（2）解決碎片的方法緊湊技術(shù)（拼接技術(shù)）—移動所有的占用區(qū)域，使所有的空閑區(qū)合并成

4、一片連續(xù)區(qū)域。20KB30KB10KB10KB10KB作業(yè)1作業(yè)2作業(yè)3作業(yè)4未使用10KB20KB10KB30KB10KB未使用作業(yè)2未使用作業(yè)4未使用20KB30KB30KB作業(yè)2作業(yè)3未使用使用緊湊技術(shù)解決碎片三、分區(qū)存儲管理1、固定分區(qū)系統(tǒng)將內(nèi)存劃分為若干固定的分區(qū)，當(dāng)作業(yè)申請內(nèi)存時，系統(tǒng)為其選擇一個適當(dāng)?shù)姆謪^(qū)，并裝人內(nèi)存運行。2、可變分區(qū)可變分區(qū)是指在作業(yè)裝入內(nèi)存時建立分區(qū)，使分區(qū)的大小正好與作業(yè)要求的存儲空間相等。四、頁式存儲管理基本原理為：1、內(nèi)存劃分頁式存儲管理將內(nèi)存空間劃分成等長的若干區(qū)域，每個區(qū)域稱為一個物理頁面，也叫內(nèi)存塊或塊。內(nèi)

5、存的所有物理頁面從0開始編號，稱作物理頁號或內(nèi)存塊號。每個物理頁面亦從0開始依次編址，稱為頁內(nèi)地址。0123內(nèi)存012頁內(nèi)地址物理頁面（內(nèi)存塊、塊）2、邏輯地址空間劃分系統(tǒng)將用戶程序的邏輯空間按照同樣大小也劃分成若干頁面，稱為邏輯頁面，簡稱為頁。程序的各個邏輯頁面從0開始依次編號，稱作邏輯頁號或相對頁號。每個邏輯頁面內(nèi)也從0開始編址，稱為頁內(nèi)地址。用戶程序的邏輯地址由邏輯頁號和頁內(nèi)地址兩部分組成。邏輯頁號頁內(nèi)地址用戶程序邏輯空間0123012頁內(nèi)地址邏輯頁面3、內(nèi)存分配存儲分配時，以頁面（塊）為單位，并按用戶程序的頁數(shù)多少進(jìn)行分配。邏輯上相鄰的頁面在內(nèi)

6、存中不一定相鄰。五、段式存儲管理基本原理：1、內(nèi)存劃分內(nèi)存空間被動態(tài)地劃分為若干個長度不相同的區(qū)域，每個區(qū)域稱作一個物理段。每個物理段在內(nèi)存中有一個起始地址，稱作段首址。將物理段中的所有單元從0開始依次編址，稱為段內(nèi)地址。0123物理段段內(nèi)地址內(nèi)存段首地址2、邏輯地址空間劃分用戶程序按邏輯上有完整意義的段來劃分，稱為邏輯段。將一個用戶程序的所有邏輯段從0開始編號，稱為段號。將一個邏輯段中的所有單元從0開始編址，稱為段內(nèi)地址。用戶程序的邏輯地址由段號和段內(nèi)地址兩部分組成。段號段內(nèi)地址01234用戶程序邏輯號邏輯段3、內(nèi)存分配系統(tǒng)以段為單位進(jìn)行內(nèi)存分配，為

7、每一個邏輯段分配一個連續(xù)的內(nèi)存區(qū)（物理段）。邏輯上連續(xù)的段在內(nèi)存不一定連續(xù)存放。先分邏輯段，然后再根據(jù)邏輯段動態(tài)地劃分物理段。六、段頁式存儲管理1、基本思想用頁式方法來分配和管理內(nèi)存空間，即把內(nèi)存劃分為若干大小相等的頁面；用段式方法用戶程序按照其內(nèi)在的邏輯關(guān)系劃分成若干段；再按照劃分內(nèi)存頁面的大小，把每一段劃分成若干大小相等的頁面。用戶程序的邏輯地址由三部分組成，形式如下：段號頁內(nèi)地址頁號2、內(nèi)存分配內(nèi)存是以頁為基本單位分配給每個用戶程序的，在邏輯上相鄰的頁面內(nèi)存不一定相鄰。頁面頁面頁面頁面根據(jù)內(nèi)存段頁段段七、虛擬存儲管理1、基本思想利用大容量的外存來

8、擴充內(nèi)存，產(chǎn)生一個比有限的實際內(nèi)存空間大得多的、邏輯的虛擬內(nèi)存空間，以便能夠有效地支持多道程序