存储器管理ppt课件.ppt

《存储器管理ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章   存储器管理存储器是计算机系统的重要组成部分。目前，存储器仍然是一种宝贵资源。如何对它有效管理不仅影响到存储器的利用率而且还对系统性能有重大影响。存储器管理的主要对象是内存。理想存储器：速度快；容量大；价格低。但目前无法同时满足这三个条件。14.1.1多级存储结构存储器的功能是保存数据，存储器的发展方向是高速、大容量和小体积。存储组织是指在存储技术和CPU寻址技术许可的范围内组织合理的存储结构。其依据是访问速度匹配关系、容量要求和价格寄存器-内存-外存结构寄存器-缓存-内存-外存结构微机中的存储层次组织：访问速度越慢，容量越大，价格越便宜最佳状态应是各层次的存储器都

2、处于均衡的繁忙状态（如：缓存命中率正好使主存读写保持繁忙）4.1存储器的层次结构2存储器的层次结构存储器在信息处理中占据重要位置。但是在现有技术下，任何一种存储装置，都无法同时从速度与容量两方面，满足用户的需求。实际上它们组成了一个速度由快到慢，容量由小到大的存储装置层次。书P116图4-1存储层次示意34.1.2.主存储器与寄存器主存储器：主存储器(简称内存或主存)，用于保存进程运行时的程序和数据，也称可执行存储器。其容量从数十MB到数GB。CPU的控制部件只能从主存中取得指令和数据：数据从主存读取并将它们装入到寄存器中,或从寄存器存入到主存。由于主存的访问速度远低于CPU

3、执行指令速度,为缓和这一矛盾引入寄存器和高速缓存。寄存器：CPU内部，访问速度最快，完全能与CPU协调工作，但价格十分昂贵，因此容量不可能做得很大。一般以字(word)为单位。寄存器的数目，对于当前的微机系统和大中型机，可能有几十个甚至上百个。44.1.3高速缓存和磁盘缓存高速缓存Cache(10-100ns)容量大于或远大于寄存器，而比主存约小两到三个数量级，从几十KB到几MB；其访问速度快于主存,为缓和内存和CPU速度上的矛盾而产生。进程的程序和数据通常是存放在主存中，当使用时被临时复制到一个速度较快的高速缓存中。当CPU访问一组特定信息时，首先检查它是否在高速缓存中,如

4、果已存在，可直接从中读出以避免访问主存，否则再从主存中读出信息。如大多数计算机有指令高速缓存，用来暂存下一条要执行指令，若没有指令高速缓存，CPU将空等若干个周期，直到下一条指令从主存中取出。5磁盘缓存：并不是一种实际存在的存储介质，是主存的一部分。即利用主存中的存储空间，来暂存从磁盘中读出或写入的信息。由于目前磁盘的I/O速度远低于对主存的访问速度，因此将频繁使用的一部分磁盘数据和信息，暂时存放在磁盘缓存中，可减少访问磁盘的次数。由操作系统协调这些存储器的使用一个文件的数据可能出现在存储器层次的不同级别中：先存放在辅存中（如硬盘）；当需要运行或被访问时，就必须调入主存，也可

5、以暂存在磁盘缓存中。64.2程序的装入和链接7图4-2对用户程序的处理步骤程序在成为进程之前的准备工作编辑：形成源文件（符号地址）编译：形成目标模块（模块内符号地址解析）链接：由多个目标模块或函数库生成可执行文件。（模块间的符号地址解析）装入：构造PCB，形成进程（使用物理地址）,完成装入模块中的逻辑地址到物理地址的映射。84.2.1程序的装入1.绝对装入方式编译时就知道程序将驻留内存的位置源文件（符号地址）目标文件中的数字地址是物理地址编译装入程序按照装入模块中的地址，将程序和数据装入内存。装入后由于程序中的逻辑地址与实际内存地址完全相同，故不须对程序和数据的地址进行修改。

6、9程序中使用的绝对地址，可在编译或汇编时给出,也可由程序员直接赋予。但要求程序员熟悉内存使用情况，而且一旦程序或数据被修改后，可能要改变程序中的所有地址。优点：装入过程简单缺点：只能将目标模块装入到内存中事先指定的位置。在多道程序环境下，编译程序不可能预知所编译的目标模块应放在内存的何处，因此只适用于单道程序环境。过多依赖于硬件结构，不适于多道程序。102.可重定位装入方式(静态）在多道程序环境下，所得到的目标模块的起始地址通常是从0开始的，程序中的其它地址也都是相对于起始地址计算的。此时应采用可重定位装入方式，根据内存的当前情况，将装入模块装入到内存的适当位置。把在装入时对

7、目标模块中的指令和数据的地址的修改过程称为重定位。又因为地址变换是在装入时一次完成的，以后不再改变，故称为静态重定位。11图4-3作业装入内存时的情况目标模块中的数字地址是逻辑地址，在装入时将其转换为物理地址。并且地址变换是一次完成的，之后不再改变。优点：可将装入模块装入到内存中任何允许的位置，故可用于多道程序环境。可以装入有限的多道程序，不需要硬件的支持。缺点：常占用连续的内存空间，程序装入后不能移动，不易实现共享。123.动态运行时装入方式-动态可重定位动态运行时的装入程序，在把装入模块装入内存后，