存储管理之段页式管理课件.ppt

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1、第四章存储管理之段页式管理4.2分区存储管理4.3页式存储管理4.4段式存储管理4.5段页式存储管理4.6交换技术与覆盖技术4.7虚拟存储4.3页式存储管理为什么要引进分页技术?分区式存储管理：程序要求连续存放，会产生碎片问题。大程序进入时需要移动已在主存中的信息。分页式存储管理允许把一个作业存放到若干不相邻接的分区中免去移动信息充分利用主存空间1.用户程序划分把用户程序按逻辑页划分成大小相等的部分，称为页。从0开始编制页号，页内地址是相对于0编址逻辑地址用户程序的划分是由系统自动完成的，对用户是透明的。一般，一页的大小为2的整数次幂，因此，地址的高位部分为页号，

2、低位部分为页内地址页号页内地址0111231页号P页内位移量W编号0~1048575相对地址0~4095逻辑地址：一维内存空间：按页的大小划分为大小相等的区域，称为内存块（物理页面，页框）内存分配：以页为单位进行分配，并按作业的页数多少来分配。逻辑上相邻的页，物理上不一定相邻...01234560123456作业的地址空间页框（物理块）页号页表主存中页框（物理块）.......4.3.3管理1.页表：系统为每个进程建立一个页表，页表给出逻辑页号和具体内存块号相应的关系页表放在内存，属于进程的现场信息2.空块管理——位示图3.内存的分配与回收0310/10/10/1

3、0/10/1017……空闲块数……空块管理——位示图计算一个作业所需要的总块数N查位示图，看看是否还有N个空闲块如果有足够的空闲块，则页表长度设为N，可填入PCB中；申请页表区，把页表始址填入PCB依次分配N个空闲块，将块号和页号填入页表修改位示图4.3.4硬件支持1．系统设置一对寄存器：页表始址寄存器页表长度寄存器2．相联存储器——快表快表表项：页号；内存块号；标识位；淘汰位1.基本的地址变换机构图4-12分页系统的地址变换机构p’页表地址越界L比较P>=Lpp’...快表b+页号p页内地址dP’d物理地址页表地址寄存器页表长度寄存器逻辑地址快表地址映射机制存在

4、的问题当读/写数据时，必须访问两次主存。第一次按页号读出页表中相应栏内容的块号第二次根据计算出来的绝对地址进行读/写解决方法：利用高速缓存假定访问主存时间为100毫微秒，访问相联存储器时间为20毫微秒，相联存储器为32个单元时快表命中率可达90%，按逻辑地址存取的平均时间为：（100＋20）×90%＋(100+100+20)×(1-90%)＝130毫微秒比两次访问主存的时间100毫微秒×2+20＝220毫微秒下降了四成多。4.3.5页式管理的优缺点优点：解决了碎片问题便于管理缺点：不易实现共享不便于动态连接思考：页的共享？页的保护？4.3.3两级和多级页表逻辑地址

5、空间(232~264)。页表就变得非常大，要占用相当大的连续的内存空间。eg:32位逻辑地址空间的分页系统，规定页面大小为4KB即212B，则在每个进程页表中的页表项可达1兆个之多。解决办法：1、采用离散分配方式。解决难以找到一块连续的大内存空间的问题；2、只将当前需要的部分页表项调入内存，其余的页表项仍驻留在磁盘上，需要时再调入。1.两级页表(Two-LevelPageTable)逻辑地址结构可描述如下：为了解决页表需要连续存储空间的问题，将页表离散的放入内存，然后建立一个页表的页表（连续存储在外存中），用以标识页表放在内存中的位置。同时逻辑地址也变成了如上的表

6、示（一维）图4-14两级页表结构图4-15具有两级页表的地址变换机构页目录地址目录位移页表位移页位移虚拟地址页表地址...页目录（每进程一个）块号...页表代码或数据...内存块二级页表结构及地址映射++段号单元号4.4.1基本思想一个程序的各个段离散存放段式存储管理单个段的存储基于可变分区存储管理实现，占据连续的内存存储空间段页式存储管理单个段的存储基于页式存储管理实现4.4分段式存储管理...0S工作区段[B]主程序段[M]......0EP子程序段[X]0K...CALL[X][E].........CALL[Y][F]CALL[A]116......0FL

7、子程序段[Y]0116N数组[A]12345...操作系统.....B0SA0NY0LX0PM0K逻辑段号01234作业1的地址空间10003200500060008000PKSLN主存K3200P1500L6000N8000S5000长度段地址01234操作系统用户程序划分按程序自身的逻辑关系划分为若干个程序段，每个程序段都有一个段名，且有一个段号。段号从0开始，每一段也从0开始编址，段内地址是连续的逻辑地址内存划分内存空间被动态的划分为若干个长度不相同的区域，这些区域被称为物理段，每个物理段由起始地址和长度确定段号段内地址内存分配以段为单位分配内存，每一个段在

8、内存中占据