段段页式存储管理

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1、第十二讲段/段页式存储管理、虚存目的与要求:了解段/段页式管理,掌握虚存管理.重点与难点:虚存管理系统内存访问过程作业:17,345.2.2段式管理页式管理：对用户而言不自然012345程序段数据段012主程序SIN012主程序SIN作业1作业2段式管理的特点：按作业的自然段将其逻辑空间分成若干段，作业以段为单位分配内存。一、空间安排用户作业逻辑空间为二维空间，由若干自然段组成。逻辑地址：段号.段内偏移，记作S,d。编译及装配时把所有地址记成(S,d)的形式。物理内存空间管理：与多道可变划分法一样，系统以段为单位分配物理内

2、存。主程序子程序1子程序2栈数据逻辑空间子程序2主程序栈数据OS子程序1物理空间二、动态地址转换保护码段长本段内存始地段表：由如下格式的段表项组成，作业每段由一个段表项表示.段表放于系统空间，进程PCB表中存有段表始地址、段表长度。段表始地址寄存器、段表长度寄存器段号保护码段长段内存始址............保护码段长段内存始址.........Sd段表始址段表长度≥++PA越界地址转换过程LA联想存储器对于用户而言，段页式管理与段式相同，用户逻辑地址只涉及段号与段内位移。对于物理内存管理而言，它与页式系统相同。系统内的

3、逻辑地址：段号·段内位移-->段号·页号·页内位移。记作：S，P，d.5.2.3段页式管理特点：将作业分成若干段，每段用页式管理实现内存分配。一、空间安排作业空间的内部表示主程序子程序数据保护码长度页表始地OS段表页表主存作业段表+页表二、动态地址转换段号页号保护码页帧号............Spd段表始址段表长度≥+越界+ffd段表页表三、保护与共享保护与段式管理相同。共享则可以以页为单位，也可以共享页表。等效访问时间：设访存时间为750ns，搜索联想存储器的时间为50ns，命中率为95%，则95%*(50+750)+

4、5%*(50+750+750+750)=875ns段表主程序子程序数据作业1主程序子程序数据作业2段表页表OS主存总结“放”连续存放单道连续划分多道连续固定划分多道连续可变划分不连续存放页式存储段式存储段页式存储5.7.1虚存的基本思想5.3虚存管理目的：提供用户进程一个巨大的虚拟存储空间.手段：利用外存(磁盘)实现此虚空间.系统为进程提供一个比物理内存大得多的虚拟存储空间，虚拟空间大小不受物理内存大小的限制。虚拟空间的容量由系统的有效地址长度决定。假设地址长度为32，按字节寻址，则虚拟存储空间大小为232个字节。实现页式

5、虚空间的基本方法是：在页式管理的基础上，仅将进程的一部分页放于主存。页表项中注明该页是否在主存。程序执行时，如果访问的页不存主存，根据页表项的指示，将其从外存调入主存，如果此时无可用的内存空间，则先淘汰若干页帧。内存进程虚存(进程页表表示)外存交换区外存执行文件页式虚存示意交换区（SWAP）：进程刚建立时，进程页面所在辅存即程序文件所在的辅存位置。但程序文件中一般包含有程序的二进制目标码及数据初始值和初值为0的工作区。后两者在回写时不能写入程序文件，因此引入了交换区，在需要让其让出内存时将内存原数据写入交换区中。一、页表项

6、结构:合法位修改位页类型保护码外存块号页帧号合法位：置上表示该页在内存.修改位：置上表示该页被修改过，在释放或淘汰时应写回外存。页类型：零页时：表示该页在分配物理页帧时应清0页帧空间;回写swap区页时:表示回写swap区。保护码：R、W、E保护说明。外存块号：该页所在外存的块号。页帧号：当合法位置上时代表该页所在内存的页帧号。5.7.2页式虚存管理二、页表建立分配pid给子进程，分配PCB空间;初始化PCB（进程标识，调度信息）;分配子进程页表空间;拷贝父进程的程序区页表项，使程序共享;①部分复制父进程页表(如UNIX的

7、fork())初始化页表方法：在进程创建时建立页表，页表项在初始时，合法位、修改位及页帧号都未置上.复制父进程的数据区和栈区，为数据区和栈区分配swap空间，复制并修改数据区和栈区页表项内容;继承父进程对其他资源的访问现场;用父进程PCB中现场区初始化子进程的现场区，且保证子进程恢复现场运行从fork（）返回处开始，且fork()返回值为零;将子进程挂到就绪队列;返回子进程pid给父进程.为执行程序页面建页表项，保护码为可执行，外存块号即该页所在的文件的外存块号。（不必回写）为所有初始数据页建页表项，保护码为可读写，页类型

8、说明成回写swap页，外存块号即该页所在文件的物理块号，待该页回写时，再分配swap区空间，改外存块号栏并清0页类型。为所有临时数据页建页表项，保护码为可读写，页类型说明成零页，外存块号栏空，当第一次访问该页时，分配页帧并清0页帧，回写时，再分配swap区空间，填外存块号栏并清0页类型。②用一个可执行的