资源描述：
《操作系统第三章教学教案.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第三章存储管理主存中必须同时驻留操作系统和一个或多个执行进程。存储管理负责给各个进程分配内存，同时保护已分配的内存不被其他进程非法访问。存储管理也负责保护分给操作系统的内存，防止未授权的访问。存储管理不仅是软件任务。操作系统需要硬件支持来实现复杂的存储管理方案。所以，操作系统的一些设计问题也是硬件设计问题。通常，用户不能直接访问存储管理硬件，而是由操作系统单独负责对它的控制。3.1存储管理的基本概念3.1.1存储管理研究的课题存储管理主要研究课题归纳为四个方面:⑴存储分配问题:重点是研究存储共享和各种分配算法。⑵地址再定位问题:研究各种地址变换机构，以及静态和动态再定位方法。⑶
2、存储保护问题:研究保护各类程序、数据区的方法。⑷存储扩充问题:主要研究虚拟存储器问题及其各种调度算法。3.1.2地址再定位名地址:对程序员来说数据的存放地址是由符号决定的,故称为符号名地址或简称名地址,源程序的地址空间称为符号名空间或简称名空间。相对地址:由于编译程序无法确定目标代码在执行时所驻留的实际内存地址,故一般总是从“0”号单元开始为其编址,并顺序分配所有的符号名所对应的地址单元。它们都不是真实的内存地址故称为相对地址、逻辑地址或虚拟地址。绝对地址(物理地址或实地址)：CPU直接访问的内存地址，称为绝对地址。一个逻辑地址空间的程序装入到物理地址空间时,由于两个空间不一致
3、，需要进行地址变换，或称地址映射，即地址的再(重)定位。地址再定位有两种方式：静态再定位和动态再定位。静态地址再定位静态再定位是在程序执行之前进行再定位。这一工作由装配程序完成。优点：实现容易，无需硬件支持。缺点：⑴程序经地址再定位后就不能再移动了，因而不能重新分配内存，不利于内存的有效利用。⑵程序在存储空间中只能连续分配，不能分布在内存的不同区域。⑶若干用户很难共享内存中的同一程序。2.动态地址再定位动态地址再定位是在程序执行期间，在每次存储访问之间进行的。动态重定位可使装配模块不加任何修改而装入内存，但是它需要硬件——定位寄存器的支持。优点：⑴在执行过程中，用户程序在内存中
4、可以移动，这有利于内存的充分利用。⑵程序不必连续存放在内存中，可分布在内存的若干不同区域。⑶若干用户可以共享同一程序。缺点：需硬件支持，实现存储管理的算法比较复杂。3.1.3虚拟存储器由操作系统(在一定硬件的支持下)把两级存储器(主存和辅存)实施统一管理,达到“扩充”主存的目的,呈现给用户一个远远大于主存储容量的编程空间,即虚拟空间。这一点是以时间(CPU用于主、辅存之间信息交换所作管理的时间开销)换空间(存储空间的扩大)而达到的。虚存的最大容量由计算机的地址结构确定。虚存容量与主存大小没有直接关系,虚存容量可以比实存大,也可以比实存小,在多道环境下,一个系统可以为每个用户建立
5、一个虚存,每个用户可以在自己的地址空间(最大容量为虚存容量)内编程。逻辑容量=内存+外存运行速度≈内存速度成本≈外存3.2早期的存储管理3.2.1单一连续分配优点：易于实现。缺点：仅适用于单道程序。单一连续分配用户作业>主存可用空间时，怎么办？覆盖技术：用户把一个程序划分成不同的程序段并规定好它们的执行和覆盖顺序(覆盖描述文件)，连同目标程序一起提交系统。操作系统根据覆盖结构完成程序段之间的覆盖。采用覆盖技术的程序模块结构和程序运行时的内存结构:系统操作过程：首先把A、B、F装入内存中;当A运行到调用C时,才将C装入到覆盖区0,自动地将B覆盖,同时将D装入覆盖区1,自动地将F覆
6、盖;当C运行到调用E时,再将E装入到覆盖区1,自动地将D覆盖。3.2.2分区分配固定式分区法固定式分区法是在系统生成时就将主存划分为若干个分区,每个分区的大小可以不等,但事先必须固定,以后不能改变。系统操作方法：调度作业时，由内存管理程序根据作业所需内存量，在分区说明表中找到一个足够大的空闲分区分配给它，然后用重定位装入程序将此作业装入。若找不到，则通知作业调度模块，另外选择一个作业。缺点：一个作业的大小不可能刚好等于某个分区的大小，于是在每个分配的分区中总有一部分被浪费。可变式分区法可变式分区法是在作业装入和处理过程中建立的分区，并且要使分区的容量能正好适应作业的大小。内存初
7、始分配情况可变式分区管理举例(假设操作系统所用内存空间20KB)：内存分配变化过程分区号分区容量分区位置状态18KB20KB已分配2------空项350KB44KB已分配4------空项516KB232KB已分配---------空项已分配的分区状态表(最终)分区号分区容量分区位置状态116KB28KB可用2138KB94KB可用38KB248KB可用------------未分配的分区状态表(最终)可变式分区中请求一个分区的流程可变式分区中释放一个分区的流程可变分区的分配和回收算法分配
