存储管理1（共10学时）ppt课件.ppt

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1、第5章存储管理5.1存储管理的基本概念5.2单一连续区存储管理5.3分区存储管理5.4覆盖和交换技术5.5页式和段式存储管理5.6虚拟存储器5.1存储管理的基本概念5.1.1存储组织5.1.2存储管理的功能5.1.3重定位返回5.1.1存储组织（1）存储器的功能是保存数据，存储器的发展方向是高速、大容量和小体积。内存在访问速度方面的发展：DRAM、SDRAM、SRAM等；硬盘技术在大容量方面的发展：接口标准、存储密度等；（2）存储组织是指在存储技术和CPU寻址技术许可的范围内组织合理的存储结构。其依据是访问速度匹配关系、容量要求和价格。“寄存器-内存-外存”结构“

2、寄存器-缓存-内存-外存”结构（3）微机中的存储层次组织：访问速度越慢，容量越大，价格越便宜；1、存储组织定义2、存储层次结构快速缓存：DataCacheTLB(TranslationLookasideBuffer)内存：DRAM,SDRAM等；外存：软盘、硬盘、光盘、磁带等；返回5.1.2存储管理的功能存储分配和回收：分配和回收算法及相应的数据结构地址变换可执行文件生成中的链接技术程序加载(装入)时的重定位技术进程运行时硬件和软件的地址变换技术和机构存储共享和保护各道作业只在自巳所属区域中运行，不破坏别的作业以及不被破坏代码和数据共享地址空间访问权限（读、写、执

3、行）存储器扩充：使用虚存或自动覆盖技术提供比实际内存更大的空间5.1.3重定位（1）重定位：在可执行文件装入时需要解决可执行文件中地址（指令和数据）和内存地址的对应。由操作系统中的装入程序loader来完成。（2）程序在成为进程前的准备工作编辑：形成源文件(符号地址)编译：形成目标模块(模块内符号地址解析)链接：由多个目标模块或程序库生成可执行文件(模块间符号地址解析)装入：构造PCB，形成进程(使用物理地址)1、重定位的定义2、相关概念（1）逻辑地址（相对地址，虚地址）：用户的程序经过汇编或编译后形成目标代码，目标代码通常采用相对地址的形式。其首地址为0，其余指

4、令的地址都相对于首地址来编址。不能用逻辑地址在内存中读取信息。（2）物理地址（绝对地址，实地址）：内存中存储单元的地址，物理地址可直接寻址。（3）地址映射：将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址。当程序装入内存时,操作系统要为该程序分配一个合适的内存空间，由于程序的逻辑地址与分配到内存物理地址不一致，而CPU执行指令时，是按物理地址进行的，所以要进行地址转换。逻辑地址、物理地址和地址映射地址映射BR=1000LoadA2003456..1200物理地址空间LoadAdata1data13456源程序LoadA20034560100200编译连接

5、逻辑地址空间11001000地址映射0100200300.........LOADA2003456逻辑地址空间110012001300物理地址空间100VR+1000BR（1）静态地址重定位优点：不需硬件支持，可以装入有限多道程序（如MSDOS中的TSR）。缺点：一个程序通常需要占用连续的内存空间，程序装入内存后不能移动。不易实现共享。在可执行文件中，列出各个需要重定位的地址单元和相对地址值。当用户程序被装入内存时，一次性实现逻辑地址到物理地址的转换，以后不再转换（一般在装入内存时由软件完成）。即：装入时根据所定位的内存地址去修改每个重定位地址项，添加相应偏移量。

6、3、重定位方法可执行文件在内存中的重定位说明：重定位表中列出所有修改的位置。如：重定位表的150表示相对地址150处的内容为相对地址(即100为从0起头的相对位置)。在装入时，要依据重定位后的起始位置(2000)修改相对地址。重定位修改：重定位表中的150->绝对地址2150(=2000+150)内容修改：内容100变成2100(=100+2000))。（2）动态地址重定位①在程序运行过程中要访问数据时再进行地址变换（即在逐条指令执行时完成地址映射。一般为了提高效率，此工作由硬件地址映射机制来完成。硬件支持，软硬件结合完成）。②硬件上需要一对寄存器的支持，装入和执

7、行时通过硬件地址变换机构，完成虚拟地址到实际内存地址的变换。③优点OS可以将一个程序分散存放于不连续的内存空间，可以移动程序，有利用实现共享。能够支持程序执行中产生的地址引用，如指针变量（而不仅是生成可执行文件时的地址引用）。④缺点需要硬件支持（通常是CPU），OS实现较复杂。它是虚拟存储的基础。返回5.2单一连续区存储管理内存分为两个区域：系统区，用户区。应用程序装入到用户区，可使用用户区全部空间。最简单，适用于单用户、单任务的OS；单用户系统在一段时间内，只有一个进程在内存。优点：易于管理，便于用户的了解和使用。缺点：对要求内存空间少的程序，造成内存浪费；程序

8、全部装入。