段页式虚拟存储管理

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1、-.学号：课程设计题目段页式虚拟存储管理学院计算机科学与技术专业班级姓名指导教师吴利军-.可修编.-.2013年1月16日课程设计任务书学生XX：指导教师：吴利军工作单位：计算机科学与技术学院题目:模拟设计段页式虚拟存储管理中地址转换初始条件：1．预备容：阅读操作系统的存管理章节容，理解段页式存储管理的思想及相应的分配主存的过程。2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。要求完成的主要任务:〔包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求〕1．实现段页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换。能够处理以下的情形：⑴能指定存的大小，存块的大小，进程的个数，每个进程的段数及段页的个数；

2、⑵能检查地址的合法性，如果合法进展转换，否那么显示地址非法的原因。2．设计报告容应说明：⑴需求分析；⑵功能设计〔数据构造及模块说明〕；⑶开发平台及源程序的主要局部；⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸自我评价与总结：i〕你认为你完成的设计哪些地方做得比拟好或比拟出色；ii〕什么地方做得不太好，以后如何改正；iii〕从本设计得到的收获〔在编写，调试，执行过程中的经历和教训〕；iv〕完成此题是否有其他方法〔如果有，简要说明该方法〕；时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。周2、周3：完成程序调试及测试。周4、周5：验收、撰写课程设计报告。-.可修编.-.〔考前须知：严禁抄袭，

3、一旦发现，一律按0分记〕指导教师签名：年月日系主任〔或责任教师〕签名：年月日一、需求分析：页式管理根本原理：各个进程的虚拟空间被划分成假设干个长度相等的页。页长的划分和存与外存之间的数据传输速度及存大小等有关。一般每个页长大约为1----4K，经过页划分之后，进程的虚拟地址变为页号p与页地址w所组成。除了将进程的虚拟空间划分为大小相等的页之外，页式管理还把存空间也按页的大小划分为片或者页面。这些页面为系统中的任一进程所共享。从而与分区管理不一样，分页管理时，用户进程在存空间除了在每个页面地址连续之外，每个页面之间不再连续。第一是实现了存中碎片的减少，因为任意碎片都会小于一个页面。第二是实现

4、了由连续存储到非连续存储的这个飞跃，为在存中局部地、动态地存储那些反复执行或即将执行的程序和数据段打下了根底。怎样由页式虚拟地址转变为存页面物理地址？页式管理把页式虚拟地址与存页面物理地址建立一一对应页表，并用相应的硬件地址变换机构，来解决离散地址变换问题。静态页面管理：静态页面管理方法是在作业或进程开场执行之前，把该作业或进程的程序段和数据全部装入存的各个页面，并通过页表和硬件地址变换机构实现虚拟地址到存物理地址的地址映射。1、存页面的分配与回收静态分页管理的第一步是为要求存的作业或进程分配足够的页面。系统依靠存储页面表、请求页面表以及页表来完成存的分配。（1）页表最简单的页表由页号与页

5、面号组成，页表在存中占有一块固定的存储区。页表的大小有进程或作业的长度决定。每个进程至少要拥有一个页表。（2）请求表用来确定作业或进程的虚拟空间的各页在存中的实际对应位置。系统必须知道每个作业或进程的页表起始地址和长度，以进展存的分配和地址变换，另外请求表中还应包括每个作业或进程所要求的页面数。（3）存储页面存储页面表也是整个系统一，存储页面表指出存各个页面是否已被分配出去，以及未被分配页面总数。存储页面表也有两种构成方法，一种是在存中划分一块固定区域，每个单元的每个比特代表一个页面，如果该页面已被分配，那么对应比特位置置1，否那么置0。另一种方法空闲页面链，不占存空间。2、分配算法3、地

6、址变换-.可修编.-.在程序执行过程中，执行的是虚拟空间中的代码，代码中的指令是相对于虚拟空间的，需要到存的实际空间中寻找对应的要执行的指令。静态页式管理的缺陷：虽然解决了分区管理时的碎片问题，但是由于静态页式管理要求进程或作业在执行前全部装入存，如果可用页面数小于用户要求时，改作业或进程只好等待。而且，作业或进程的大小仍受存可用空间的限制。动态页式管理：动态页式管理是在静态页式管理的根底上开展起来的。它分为请求页式管理和与调入页式管理〔调入方式上〕。请求页式管理和预调入页式管理在作业或进程开场执行之前都不把作业或进程的程序段和数据段一次性的调入存，而是只装入被认为是经常反复执行和调用的工

7、作区局部。其他局部都在执行过程中动态的装入。请求式页式管理：当需要执行某条指令或某些数据时而又发现他不在存中时，从而发生缺页中断，系统将相应的页面调入存。预调入：系统对于那些在外存中的页进展调入顺序计算，估计出这些页中指令和数据的执行和被访问的顺序，并按此顺序将他们顺次调入和调出存。请求页式管理的地址变换与静态页式一样，也是通过页表查出相应的页面号，由页面号与页相对地址相加而得到实际物理地址。由于只有进程或程序的局部存在