061存储管理-142907814

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1、第六章存储管理存储管理功能内存资源管理存储管理方式外存空间管理虚拟存储系统概述存储体系－计算机系统中存储器一般分为主存储器和辅助存储器两级－主存可以分成系统区和用户区两部分，系统区用来存储操作系统等系统软件，用户区用于分配给用户作业使用存储管理目的为用户提供方便、安全和充分大的存储空间方便是指将逻辑地址和物理地址分开，用户只在各自逻辑地址空间编写程序，不必过问物理空间和物理地址的细节，地址的转换由操作系统自动完成。安全是指同时驻留在主存的多道用户程序相互之间不会发生干扰，也不会访问操作系统所占有的空间。充分大的存储空间是指利用虚

2、拟存储技术，从逻辑上对主存空间进行扩充，从而可以使用户在较小主存里运行较大程序。存储管理的任务存储管理是计算机操作系统软件的一部分，它负责对主存储器进行分配与去配，完成对主存储器的地址转换，解决多用户对主存储器的共享和保护，通过软件手段，实现对主存储器容量的扩充。主存的分配和去配:当用户作业要装入主存时，需向操作系统提出申请，操作系统按一定策略分配存储空间，若某作业执行完毕，需归还主存空间。需要数据结构：内存分配表、可利用空间表等。分配去配时刻作业进程，进程创建、撤销、交换、长度变化(栈溢出,execl)分配去配对象内存、外存(

3、相同方法)建立内存分配表、空闲表6.1存储管理功能地址转换:地址映射物理地址：主存储器中各存储单元的编号称为物理地址逻辑地址：用户源程序经过编译或汇编后形成的目标代码中出现的地址，通常为相对地址形式，即规定目标程序的首地址为零，而其它指令中的地址部分都是相对于首地址而定的。名空间→地址空间→内存空间.源程序→虚拟空间→物理空间逻辑地址=>物理地址硬件支持基址寄存器(base)、限长寄存器(limit)、快表；使用上述寄存器完成地址映射过程；不能正常完成地址映射时产生中断。符号指令数据说明I/O说明目标程序（装配模块）0x01MB

4、名空间地址空间存储空间汇编语言或高级语言中的符号编译和连接后地址再定位/重定位/地址映射主存储器的地址保护:在多道程序环境下，为避免主存中若干道程序相互干扰，尤其是为了防止用户程序侵犯系统程序所在的主存区域，必须对主存采取保护措施，以保证各道程序都在自己所属的主存空间中或在公共区域中工作，互不发生干扰，主存储器的地址保护功能一般由硬件和软件配合实现。访问某单元时检查.防止地址越界：每个进程有相对独立的进程空间防止操作越权：每个进程有自己的访问权限主存储器的共享：共享内存单元、共享内存中的某些区域在同一主存储器中的若干作业有共同的

5、程序段或数据段时，将这些共同的部分存放于同一主存区域中，该区域可同时被若干作业访问，从而节省大量主存空间。目的：节省内存（c++编译器）、相互通讯（读者进程空间和写者进程空间、生产者和消费者等通信）内容：代码、数据主存储器的扩充:主存容量是有限的，当主存资源不能满足用户作业需求时，就需要由操作系统利用辅助存储器对主存容量进行扩充。内外存结合不是硬件设备上的扩充.虚拟存储体系中，内外存的特点；内外存结合，置换速度接近内存，容量相当外存6.2内存资源管理6.2.1内存分区分区时刻静态分区：系统初始化时将内存划分成若干个区域；进程需要

6、时按某种分配策略分配。动态分区：在系统运行过程中划分区域，申请时分。分区大小等长分区：2i，需要时分配一个或多个区域。异长分区：依程序、程序单位、对象大小。通常作法静态+等长（页式、段页式）动态+异长（段式、界地址）6.2.2内存分配讨论：①内存如何划分区域的？②按照什么原则将内存空间分配给各个进程。静态等长分区的分配，常用于页式存储管理和段页式存储管理方式中。内存空间被静态地划分为若干个长度相等的区域，每个区域长2iB,称为一个页面。字位映象图（位示图）下页空闲页面表下页空闲页面链下页动态异长分区的分配.常用于界地址存储管理和

7、段式存储管理方式中。存储空间被动态地划分为若干个长度不同的区域。需要空闲区域表，见下页。字位映象图（bitmap）100…1...10第0页第2页第1页第k页第n-1页......分配：自头寻找第一个为0的位，改为1，返回页号；去配：页号对应的位(bit)置为0。用一个bit代表一页状态，0表空闲，1表占用。（多单元）011……001110…………31302921012...100……空闲页面表首页号空页数............1204特点：可以分配连续页面。占用占用120页121页122页123页......分配：去配：空闲

8、页面链占用占用占用Head:优点：节省空间。（不适合管理外存）分配：去配：动态异长分区的分配空闲区首址空闲区长度............25001500数据结构：Criteria:尽量使空闲区域连续。初始时一个连续空闲区。长度=0为表尾。最先适应(FirstFi