第9讲.内存管理ppt课件.ppt

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1、第九讲内存管理华软软件工程系内容回顾处理机调度（多级调度、作业调度、进程调度）本讲内容分区内存管理分页内存管理分段内存管理段页式内存管理UNIX内存管理(后续课程讲)主要内容第一部分内容回顾处理机调度处理机的多级调度作业调度进程调度主要内容内容回顾处理机的两级调度作业级调度和进程级调度进程调度的方式有哪两种？非剥夺式调度和剥夺式调度分时系统一般采用哪种进程调度算法？实时系统呢？分时系统一般采用时间片轮转，实时系统采用优先数算法什么是多处理机系统？SMP是指什么？一个计算机系统中安装多个处理机，使它们协调工作，以完

2、成用户规定的任务。SMP对称多处理器系统，采用的是一个统一的共享内存，属于紧耦合系统第二部分内存管理分区内存管理分页内存管理分段内存管理段页式内存管理主要内容内存管理概述内存资源内存是计算机中仅次于CPU的重要资源所有进程对内存实行共享和竞争地使用内存OS对内存实行统一的管理和分配内存管理基本技术分区、分页、分段、段页式管理技术所有的管理技术，都基于CPU的地址映射和工作模式目标的一致性：高效地并公平地利用内存资源计算机系统的存储结构高速缓存、内存、外存、虚拟网络存储存储介质的速度与价格成正比系统中的实际配置数量

3、：与价格成反比计算机存储结构示意图内存管理概述(2)内存管理的任务内存分配与回收（内存分配策略、放置策略、交换策略、调入策略、回收策略）地址映射（程序逻辑地址到内存物理地址之间的映射）、内存的分配和回收对OS和用户的内存空间提供共享和存储保护提供虚拟内存及其管理等地址映射(重定位)指将用户程序中的逻辑地址转换成内存中的物理地址的过程，也称地址重定位、地址转换地址重定位（映射）方式静态:物理地址=物理起始基址+逻辑地址动态:物理地址(MA)=基址寄存器(BR)+逻辑地址VR内存管理概述(3)静态地址重定位在程序运行

4、之前由专门的重定位装配程序完成只能在程序装入（装载）时一次性完成，不再变化主要缺点连续空间，不可移动必须事先知道所需容量如果内存不够程序所需，必须采用覆盖技术很难实现程序和数据空间的共享内存管理概述(4)动态地址重地位概念：在程序执行过程中逐条指令地完成地址映射，它的实现依赖于硬件重定位机构硬件重定位机构包括：基地址寄存器（BR）：存放当前地址重定位所需要的基地址逻辑（虚拟）地址寄存器（VR）：存放当前地址重定位所需要的虚拟地址内存物理地址（MA）=BR+VR主要优点：可实现对内存的非连续分配为实现虚拟地址提供了

5、基础有利于实现程序和数据的共享内存管理概述(5)内存的分配和回收算法需确定的策略内存分配策略:实现对内存的管理及相关数据结构放置策略:选择空闲内存放置将调入的程序和数据交换策略:如何决定进程映像转存到交换区调入策略：如何决定交换区的进程映像调入内存回收策略：回收的时机及其与邻接空闲区的合并这一系列策略，因OS的不同而有不同的实现问题问题：1）何时将一个新程序段放入内存？2)要运行的程序放在何处？3)新程序调入，内存不足怎么办？回答：1.这是一个调入策略的问题：是访问时再调入，还是预先放入？2.这是分配策略问题：即

6、如何在主存中放置调入的程序。以节省时间为目的，还是以节省空间为目的？3.这是转换策略问题：决定哪一块程序或数据被调出主存，是调出占用时间最长的，还是最近最少使用的？内存管理概述(6)虚拟存储器概念：在物理上不具备而逻辑上具备的内存，即称为虚拟存储器（内存）虚拟内存由外存（如硬盘）实现，可以比实际内存大很多倍虚拟内存大小受到限制的两个条件CPU寻址范围的限制。如32位CPU最大寻址为4GB存放进程映像的交换空间大小的限制内存管理概述(7)实现虚拟内存的方法请求调入策略:只将程序执行的部分调入内存,不执行的暂时放于虚

7、拟内存(外存)进程映像交换策略:在必要时，将内存中不处在运行的进程映像移到“交换区”（虚拟内存，外存），把将要运行的进程映像调入内存局部覆盖策略:将程序按模块分层调入内存，除0层为常驻代码层，其他层的代码均为覆盖层。内存管理概述(8)内存信息的共享与保护多道程序环境下共享与保护是一对矛盾统一体有共享必然有保护，二者缺一不可共享方式：与内存分配方式有关，稍后介绍保护方法上下界寄存器保护法(如同基址寄存器加限长寄存器)上下界寄存器：存放程序物理地址的起止地址存储保护键法:为每个分区设置一个Key(含读写权限)界限寄存

8、器与处理机的态相结合的保护法系统态：整个内存和所有指令用户态：界限寄存器规定的内存和最低权限的指令分区内存管理概念为每个进程分配一个连续的满足大小的内存空间分区管理有固定分区管理和动态分区管理固定分区由系统操作员或OS划分内存为大小不等的区域OS通过“分区说明表”数据结构来管理内存分区说明表：区号、大小、起始地址、状态等动态分区初始状态为一个大分区根据进程大小确立分区大小