A存储器的层次结构ppt课件.ppt

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1、存储器是计算机系统的重要组成部分，虽然内存容量在不断扩大，但内存仍是宝贵资源，如何提高主存储器利用率，并扩充主存，对主存信息实现有效保护是存储器管理主要任务，也是各种不同存储管理方法的目标。14.1存储器的层次结构寄存器主存辅存计算机系统存储层次示意容量速度/价格24.1存储器的层次结构寄存器高速缓存主存磁盘缓存磁盘可移动存储介质计算机系统存储层次示意CPU寄存器主存辅存速度最快、价格昂贵，容量小解决CPU与主存速度矛盾CPU直接访问、可执行存储器解决主存与辅存速度矛盾3物理地址和逻辑地址主存的存储单元以字节为单位编址，每个存储单元都有一个地址与其相对应。这些地址称为主存的

2、物理地址(绝对地址/实地址)；由物理地址所对应的主存空间称为物理地址空间。在多道程序设计系统中，主存中同时存放了多个用户作业。每个用户不可能预先知道其作业存放在主存的具体位置。因此，在用户程序中不能使用主存的物理地址。每个用户可以认为自己作业的程序和数据存放在一组从0地址开始的连续空间中。用户程序中所使用的地址称为逻辑地址(相对地址/虚地址)。所对应的空间称为逻辑地址空间。44.2程序的装入和链接源程序编译目标模块库…..链接程序装入模块装入程序内存5将一个模块装入内存时，可采用三种方式：绝对装入方式可重定位装入方式（静态重定位）动态运行时装入方式（动态重定位）1.程序的装

3、入6如果在编译时知道程序驻留在主存的具体位置，则编译程序将产生物理地址的目标代码。模块装入后，由于程序中的逻辑地址与实际主存的地址完全相同，故不需要对程序和数据的地址进行修改。指内存分配是在作业运行之前各目标模块连接后，把整个作业一次性全部装入内存，并在作业的整个运行过程中，不允许作业再申请其他内存，或在内存中移动位置。也就是说，内存分配是在作业运行前一次性完成的。绝对装入方式只能将目标模块装入到主存事先指定的固定位置，只适用于单道程序环境。1)绝对装入方式7MoveAX,[2500]543212000210025003000绝对装入方式编译时产生的绝对地址MoveAX,[

4、2500]5432120002100250030000内存空间FFFF8将逻辑地址变换成物理地址的过程叫做地址重定位。2)可重定位装入方式在装入作业时,把该作业中的指令地址和数据地址一次性全部转换成物理地址,在作业执行进程中无需再进行地址转换工作。由于这种地址变换通常是在装入时由装配程序一次性完成的，以后不再改变，故称为静态重定位。物理地址=逻辑地址+程序在内存的首地址优点：无需硬件支持，容易实现。缺点：1.程序经地址重定位后不能再移动了；2.程序在内存空间只能连续存储；903254321083212413254321100108132244内存空间FFFF++装入程序静态

5、重定位逻辑地址空间10动态运行时装入是在程序执行期间由地址变换机构动态实现的。动态重定位由软件和硬件相互配合实现。硬件需要一个地址转换机制，该机制由一个基址寄存器和一个地址转换线路组成。物理地址=逻辑地址+基址寄存器的内容存储管理为作业分配存储区域后,装入程序把作业直接装入到所分配的区域中,并把该主存区域的起始地址存入相应进程的PCB中。当进程被调度占用CPU时,作业所占的主存区域的起始地址也被存放到基址寄存器中。进程执行时，CPU每执行一条指令都会把指令中的逻辑地址与基址寄存器中的值相加得到相应的物理地址,然后按物理地址访问存储器。3动态运行时装入方式（动态重定位）110

6、3254321083212403254321100108132244内存空间FFFF装入程序作业的装入CPU+逻辑地址032100基地址寄存器物理地址03254321100108132244内存空间FFFF地址转换动态重定位+++13212若改变了存储区域,作业仍能正确执行,则称程序是可浮动的。采用动态重定位的系统支持程序浮动。而采用静态重定位时,由于被装入主存中的作业信息都已转换为物理地址,作业执行进程中,不再进行地址的转换,故作业执行进程中是不能改变存放位置,即采用静态重定位的系统不支持程序浮动.优点：1.用户程序在执行过程中在内存可以移动，有利于内存的充分利用；2.程

7、序不必连续存放在内存中，可以放在不同的区域；缺点：需要附加硬件支持，实行存储管理的软件算法也比较复杂。134.2.2程序的链接根据链接时间的不同，可把链接划分为三种方式：静态链接装入时动态链接动态链接运行时动态链接141)静态链接静态链接：在程序运行之前，先将各个目标模块及他们所需的库函数，链接成一个完整的装入模块(又称为可执行文件)运行时直接装入内存。这种事先进行链接，以后不再拆开的链接方式称之静态链接。经过编译后得到目标模块,每个模块的起始地址都为0。模块中的地址都是相对于起始地址计算的，在链接成一个装入模块后