操作系统 数据存储与管理ppt课件.ppt

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1、第三章数据存储与管理3.1概述3.1.1存储系统的结构中央处理器一级缓存二级缓存内存磁盘交换区访问速度往上越高容量越往下越大图3-1现代存储系统的结构如何将一个用户源程序变成一个可在内存中执行的程序，通常要经过3步骤：编译:由编译程序（Compiler）将用户源代码编译成若个目标模块链接:由链接程序（Linker）将编译后形成的一组目标模块，以及它们所需要的库函数链接在一起，形成一个完整的装入模块装入:由装入程序（Loader）将装入模块装入内存。3.1.2程序的装入和链接在将一个装入模块装入内存时，可以有绝对装入方式、(1)

2、．绝对装入方式如果知道程序将驻留在内存的什么位置，那么，编译程序将产生绝对地址的目标代码。绝对装入程序按照装入模块中的地址，将程序和数据装入内存。装入模块被装入内存后，由于程序中的逻辑地址与实际内存地址完全相同，故不需对程序和数据的地址进行修改。1.程序的装入为了便于程序的修改,对编译的程序采用符号地址，然后在编译或汇编时，再将这些符号地址转换为绝对地址。(2)．可重定位装入方式目标模块的起始地址通常是从0开始的，程序中的其它地址也都是相对于起始地址计算的。由装入程序将装入模块装入内存后，装入模块中程序所访问的所有逻辑地址与实

3、际装入内存的物理地址不同，必须进行变换。把在装入时对目标程序中指令和数据的变换过程称为重定位。因为地址变换是在装入时一次完成的，以后不再改变，故称为静态重定位。采用静态重定位方法将程序装入内存,称为可重定位装入方式。(3)．动态运行时装入方式装入程序将目标模块装入内存后，并不立即把装入模块中的相对地址转换为绝对地址，而是把这种地址转换推迟到程序执行时进行，在硬件地址变换机构的支持下，随着对每条指令或数据的访问自动进行地址变换，故称为动态重定位。采用动态重定位方法将程序装入内存，称为动态运行时装入方式。★源程序经过编译后，可得到

4、一组目标模块，再利用链接程序将这组目标模块链接形成装入模块。根据链接时间的不同，可把链接分成如下三种：(1)、静态链接方式。在程序运行之前，先将各目标模块及它们所需的库函数，链接成一个完整的装配模块（又称执行模块），以后不再拆开。我们把这种事先进行链接的方式称为静态链接方式。2.程序的链接①对相对地址进行修改由编译程序产生的所有目标模块中，使用的都是相对地址，其起始地址都为0，在链接成一个装入模块时修改模块的相对地址。即把原B中的所有相对地址都加上L，把原C中所有相对地址都加上L＋M。②变换外部调用符号将每个模块中所用的外部调

5、用符号也都变换为相对地址。例如将callB变换为JSR“L”(2)、装入时动态链接。是指将用户源程序编译后所得到的一组目标模块，在装入内存时，采用边装入边链接的链接方式。装入时动态链接方式有以下优点：①便于修改和更新若采用动态链接方式，由于各目标模块是分开存放的，所以要修改或更新各目标模块，是件非常容易的事。②便于实现对目标模块的共享在采用静态链接方式时，每个应用模块都必须含有其目标模块的拷贝，无法实现对目标模块的共享。但采用装入时动态链接方式时，OS则很容易将一个目标模块链接到几个应用模块上，实现多个应用程序对该模块的共享。

6、(3)、运行时动态链接。这是指对某些目标模块的链接，是在程序执行中需要该目标模块时，由0S去找到该模块并将之装入内存并把它链接到调用者模块上。优点：凡在执行过程中未被用到的目标模块，都不会被调入内存和被链接到装入模块上，这样不仅可加快程序的装入过程，而且可节省大量的内存空间。3.1.3设计需求(在后面的章节中分别介绍)连续分配方式，是指为一个用户程序分配一个连续的内存空间。连续分配方式有四种：单一连续分配固定分区分配动态分区分配可重定位分区分配(汤子瀛)3.2连续分配方式把内存分为系统区和用户区两部分系统区仅提供给0S使用，通

7、常是放在内存的低址部分；用户区是指除系统区以外的全部内存空间，提供给用户使用。配置了存储器保护机构，用于防止用户程序对操作系统的破坏。3.2.1单一连续分配1.固定分区分配：将内存用户空间划分为若干个固定大小的区域，在每个分区中只装入一道作业。(1)．划分分区的方法两种：①分区大小相等。当程序太小时，会造成内存空间的浪费。当程序太大时，一个分区又不足以装入该程序，致使该程序无法运行②分区大小不等。可把内存区划含有多个较小的分区、适量的中等分区及少量的大分区。3.2.2分区管理(2)．分区分配固定分区式分配的实现。为了便于内存分

8、配，通常将分区按大小进行排队，并为之建立一张分区使用表。如下图所示。固定分区式分配的优缺点：可运行多道程序的存储管理方式。存在“内零头”会造成存储空间的浪费。内零头——在分区内没有利用的部分称为内零头。分区描述表★动态分区分配是根据进程的实际需要，动态地为之分配内存空间。(1