操作系统原理第七章 主存管理 (2).ppt

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1、第七章主存管理7.1主存共享特征—空间分片7.2主存管理的功能7.3分区存储管理7.4页式存储管理7.5段式系统7.6段页式存储管理7.1主存共享特征——空间分片现代OS区分两类主存：物理主存和逻辑主存物理主存（共享的基础）由0～（m－1）个物理地址组成，是计算机主存单元的真实地址，又称绝对地址或实地址。物理地址的集合对应的空间组成主存空间。逻辑主存由逻辑地址组成，逻辑地址集合对应的空间为程序地址空间。空间分片主存以分片方式共享，分片方式：1.分为大小不等的区域（按区和按段分配）；2.分为大小相等的块（按页分配）27.2主

2、存管理功能为方便用户使用，系统必须为每个用户提供0~n-1的一组逻辑地址（虚地址）。每个逻辑地址在主存当中并没有一个固定的、真实的物理单元与之对应。根据逻辑地址还不能直接到主存中去存取信息，它是一个虚地址或称为相对地址。为了支持多道程序运行，主存管理还必须实现主存分配、主存保护、主存扩充等功能。因此，存储管理的功能可归纳为以下几点：①映射逻辑地址到物理主存地址。②在多用户之间分配物理主存。③对操作系统以及各用户的信息提供保护措施。④扩充逻辑主存区。37.2主存管理功能一、虚拟存储器当系统提供大容量的辅存时，操作系统把主存和

3、辅存一起管理，实现信息的自由移动和覆盖。虚拟存储器将用户的逻辑主存与物理主存分开，这是现代计算机对虚拟的实质性描述。主存空间的分配由系统完成；逻辑地址转换成物理地址是通过地址变换机构自动完成。虚拟存储的核心问题：让程序的访问地址和主存的可用地址相脱离。实现虚拟存储的物质基础：1、主存；2、辅存；3、地址变换机构。47.2主存管理功能二、主存映射1.什么是地址映射作业的相应进程在处理机上运行时，所要访问的指令和数据的实际地址和地址空间中的地址是不同的。这种情况可用图7.1来说明将程序地址空间中使用的逻辑地址变换成主存中的物理

4、地址的过程，称为地址映射。57.2主存管理功能地址映射方式地址变换功能就是要建立虚一实地址间的对应关系。物理存储器的管理办法就直接取决于实现这种对应关系的方式和时刻。编程或编译时确定地址映射关系在程序编写或程序编译时确定虚、实地址之间的对应关系，结果是一个不能浮动的程序模块，其程序地址就是物理地址。6静态地址映射在作业装入过程中随即进行的地址变换方式称为静态重定位或静态地址映射。程序无法在主存中移动，当从辅存中调入主存时必须放到同一位置。动态地址映射在程序执行期间，随着每条指令和数据的访问自动地连续地进行地址映射。7.2主

5、存管理功能77.2主存管理功能动态重定位能满足以下目标具有给用户程序任意分配一个主存区域的能力；为了能更多的容纳用户程序，具有只装入用户程序的部分代码即可投入运行的能力。具有在任何时刻，在主存可用空间中重新分配一个程序的能力；在改变系统装备时，具有不需要重新编程和重新编辑的能力；对于一个用户程序，具有以间断方式分配主存的能力。静态地址映射与动态地址映射的区别87.2主存管理功能三、程序的逻辑组织计算机的主存储器是一个一维存储空间，地址从0开始到上界顺序编号，这是存储器的组织方式。程序的逻辑组织一般可有两种组织方式：1.一维

6、地址结构；所有的程序和数据经编译、连接后成为一个连续的地址空间，确定在线性地址空间中的指令地址或操作数地址只需要一个信息。2.二维地址结构。程序分成若干模块或过程，并把可修改的数据和不可修改的数据分开，则，一个程序可由代码段、数据段、栈段、特别分段等组成确定在线性地址空间中的指令地址或操作数地址需要两个信息：信息所在的分段和该信息在段内的偏移量。97.2主存管理功能四、主存分配在多道程序环境中，主存分配的功能包括：制定分配策略构造分配用的数据结构响应主存分配请求决定用户程序的主存位置并将其装入主存管理存储器策略放置策略：决

7、定主存中放置信息的区域。调入策略：决定信息装入主存的时机。淘汰策略：主存中没有空闲时，决定哪些信息可以从主存中移走。107.2主存管理功能主存区域划分的方式：划分成大小不等的区域按区分配或段式分配采用第一种划分方式。它可以使主存区域可以存放一个作业程序的连续的地址空间（区分配），或存放一个作业的逻辑分段的地址空间（段式系统）。等分成一系列大小相等的块页式系统一般采用这种方法。它将一个作业程序的地址空间划分成一系列页面，然后放置到主存块中去。117.2主存管理功能调入策略对页式系统或非页式系统没有多大区别，而淘汰策略和放置策

8、略在页式和非页式系统中不同，页式系统中页的大小固定，非页式系统处理的信息块大小可变。进行主存分配必须建立相应的数据结构：主存资源信息块（m_rib）、空闲区队列或存储分块表。127.2主存管理功能五、存储保护1.什么是存储保护在多用户环境中，主存储器按区分配给各用户程序使用。为了互不影响，必须由硬件(软