存儲器管理ppt課件.ppt

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1、2.4存儲管理對主存儲器空間的管理內存的分配與回收虛擬存儲技術地址映射存貯空間共享與保護存儲器層次結構快速緩存：SRAMDataCache內存：DRAM,SDRAM,DRDRAM等；外存：軟盤、硬盤、光盤、磁帶等；2.4.1存儲管理的功能內存的分配與回收內存的共享與保護地址映射主存的“擴充”——虛擬內存覆蓋與交換技術一、內存分配與回收內存分配就是為進程分配內存空間，涉及以下問題：管理內存分配表：記錄分配情況、空閑情況等制定分配策略表制定內存劃分方式放置策略調入策略淘汰策略等分不等分二、內存共享與保護共享保護共享內存資源，程序并發(fā)執(zhí)行；共享內存中公共信息。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、虛擬存儲技術引入原因：當作業(yè)很大，超過內存剩余時，無法裝入裝入的作業(yè)對內存利用率不高：99%的指令在短時間內都不會得到執(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)行裝入內存的程序在不需要訪問時暫時從內存換出給用戶感覺比實際空間大的虛擬空間虛空間大小虛空間的邏輯大小＝可尋址范圍虛空間的實際大?。絻却妫獯鎸Q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（內存空間）重定位0000Memory地址是以字節(jié)為單位的存儲器編號內存空間（絕對空間）：整個系統(tǒng)內存從0開始以字節(jié)為單位編址——物理地址程序空間（相對

3、空間）：程序由機器代碼組成，以字節(jié)為單位，每個程序都從0開始編址——邏輯地址程序的裝入和鏈接從用戶源程序到內存中可執(zhí)行的代碼將經(jīng)歷：編譯：完成源程序從高級語言到機器可理解代碼的轉換根據(jù)任務的需要可能形成若干相對獨立的目標模塊鏈接：將目標模塊鏈接起來，如標準庫、系統(tǒng)庫形成一個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存涉及：內存空間的分配——放到內存什么地方地址空間的映射——地址變換程序的裝入A、絕對裝入方式裝入模塊的地址與內存實際地址完全相同系統(tǒng)裝入程序時工作最簡單，直接分配，不變換地址要求：用戶使用絕對地址編程用戶了解程序在內存中的存放位置用戶控制內存使用情況B、靜態(tài)重定

4、位裝入方式裝入模塊中使用從0開始的相對地址裝入時，由系統(tǒng)分配內存空間，并完成裝入模塊中相對地址變換為絕對地址重定位邏輯地址基地址+物理地址裝入模塊中的相對地址裝入時的地址變換MOVax,[2500]365010002500100001100012500MOVax,[2500]365程序空間內存空間0[12500]12500＝10000+2500物理地址基地址相對地址C、動態(tài)重定位裝入方式裝入模塊中使用相對地址，裝入時不變換地址，在執(zhí)行時才完成地址的變換方便了模塊的動態(tài)裝入動態(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構2.4.2連續(xù)分配存儲管理特點：為一個用戶程序分配一

5、個連續(xù)的內存空間程序空間本來就是連續(xù)的用連續(xù)的內存裝入連續(xù)的程序，減少管理工作的難度可分為：單一連續(xù)區(qū)存儲管理分區(qū)存儲管理單一連續(xù)區(qū)存儲管理內存分為兩個區(qū)域：系統(tǒng)區(qū)，用戶區(qū)。應用程序裝入到用戶區(qū)，可使用用戶區(qū)全部空間。最簡單，適用于單用戶、單任務的OS。優(yōu)點：易于管理。缺點：對要求內存空間少的程序，造成內存浪費；程序全部裝入，很少使用的程序部分也占用內存。2.4.2分區(qū)存儲管理把內存分為一些大小相等或不等的分區(qū)(partition)，每個應用進程占用一個或幾個分區(qū)；操作系統(tǒng)占用其中一個分區(qū)。特點：適用于多道程序系統(tǒng)和分時系統(tǒng)支持多個程序并發(fā)執(zhí)行可能存在內零頭（分配給用戶但沒有被使用的

6、空間）和外零頭（沒有分配但無法分配的空間）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：將內存區(qū)固定地劃分為大小相等或者不等的區(qū)域，每個分區(qū)裝入一道作業(yè)。分區(qū)劃分后，每個分區(qū)的長度和內存中的分區(qū)總數(shù)將保持不變。內存分配表分區(qū)號大小起始地址狀態(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：易于實現(xiàn)，開銷小。缺點：內零頭造成浪費分區(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)（動態(tài)分區(qū)）基本思想：根據(jù)作業(yè)任務的大小劃分分區(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”技術多次分配、回收后，形成小空閑區(qū)無法使用。這時需要使用拼接或緊縮技術將已分配分區(qū)移動，使未分配分區(qū)合成較大分區(qū)。對占用分區(qū)進行內存數(shù)據(jù)搬移占用CPU時間如果對占用分區(qū)中的程序進行"浮動"，則其重定位需要硬件支持。緊縮時機：每個分區(qū)釋放后，或內存分配找不到