第4章 内存管理ppt课件.ppt

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1、第4章内存管理4.1内存管理功能4.2分区管理4.3页式管理4.4段式管理4.5段页式管理4.1内存管理的功能●内存空间的分配和回收●地址转换●内存空间的共享和保护●内存空间的逻辑扩充4.1.1内存的分配与回收内存分配按分配时机的不同，可分为三种方式：1.直接分配采用物理内存地址编写程序。使用这种方式，必须事先划定内存的使用空间，因此，内存利用率不高，用户使用较困难。2.静态分配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

2、分配是在作业运行前一次性完成的。4.1.1内存的分配与回收3.动态分配作业要求的基本内存空间是在目标模块装入内存时分配的，但在作业运行过程中，允许作业申请附加的内存空间，或是在内存中移动，即分配工作可以在作业运行前及运行过程中逐步完成。4.1.2地址转换把用户程序装入内存时对有关指令的地址部分的修改定义为从程序地址到内存地址的地址转换，或称为地址重定位。1.物理地址与逻辑地址物理地址也称内存地址，它是用于唯一标识一个内存单元的编号。所有的物理地址构成了物理空间。4.1.2地址转换逻辑地址也称程序地址，它是指在源程序经过汇编或

3、编译后形成的目标代码中，用于反映目标代码中指令或数据的相对位置关系的地址。逻辑地址都是以“0”为基址顺序进行编址的，这样生成的目标程序占据一定的地址空间，称为程序的逻辑地址空间，简称逻辑空间。用符号地址（符号名）表示的程序空间称为名空间。地址重定位的原因是什么?因为程序在装入内存后，其逻辑地址和物理地址不一致。地址映射LoadA2003456。。1200物理地址空间LoadAdata1data13456源程序LoadA20034560100200编译连接逻辑地址空间BA=1000（名空间）●静态重定位是在程序执行之前由操作系

4、统的连接装入程序完成地址转换。优点：不需要硬件的支持。缺点：程序必须占用连续的内存空间；一旦程序装入后不能移动。2.地址重定位的方式●动态重定位在程序执行期间进行的地址转换，是由专门的硬件机构来完成的。优点：程序占用的内存空间是动态可变的，当程序从某个存储区移到另一个区域时，只需要修改相应的寄存器BR的内容即可。缺点：需要硬件的支持；实现存储管理的软件算法较为复杂。03456......LOADA200......0100200300.........LOADA2003456110012001300200VR+1000BR动

5、态重定位示意图4.1.3内存的共享和保护内存空间的共享：在多道程序设计系统中，同时进入主存执行的作业可能需要调用相同的程序或数据，这就是内存的共享。例如，调用编译程序进行编译，把这个编译程序存放在某个区域中，各作业要调用时就访问这个区域，因此这个区域就是共享的。同样也可以实现公共数据的共享。4.1.3内存的共享和保护在实现内存分配与共享时，必须解决内存中信息的保护问题。存储保护的工作一般由硬件和软件配合实现。1.上、下界存储保护：系统可为每个作业设置一对上、下界寄存器，分别用来存放当前运行作业在内存空间的上、下边界地址，用它

6、们来限制用户程序的活动范围。2.基址－限长存储保护：上、下界保护的一个变种是采用基址—限长存储保护。4.1.3内存的保护4.1.4内存空间的逻辑扩充对内存进行逻辑上的扩充，现在普遍采用覆盖、交换和虚拟存储器技术。虚拟存储器是具有请求调入功能和置换功能，能仅把作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统，它是一种能从逻辑上对内存容量进行扩充的虚构的存储器系统。虚拟存储器的理论基础是程序的局部性原理。包括时间局部性和空间局部性。什么是时间局部性?什么是空间局部性?4.1.4内存空间的逻辑扩充虚拟存储器的基本思想是把有限的内存空间

7、与大容量的外存统一管理，构成一个远大于实际内存的、虚拟的存储器。此时，外存是作为内存的直接延伸，用户并不会感觉到内、外存的区别，即把两级存储器当作一级存储器来看待。一个作业运行时，其全部信息装入虚存，实际上可能只有当前运行的必需一部分信息存入内存，其他则存于外存，当所访问的信息不在内存时，系统自动将其从外存调入内存。4.2.1单分区管理4.2.2固定分区4.2.3可变分区4.2.4覆盖与交换4.2分区管理4.2.1单分区管理这是一种最简单的连续存储管理方式。但只能用于单用户、单任务的操作系统中。●系统区：仅提供给操作系统使用

8、，通常设置在内存的低址部分；●用户区：指除系统区以外的全部内存空间，提供给用户使用。●空闲区：指剩余部分存储区。4.2.2固定分区把可用空间划分成若干个固定大小的存储区，除操作系统占用一个区域外，其余区域为系统中多个用户共享，因为在系统运行期间，分区大小、数目都不变，所以固定分区也称为静态