操作系统OS_04剖析.ppt

第四章??? 存储器管理 教学目的和要求： 使学生了解各种存储器管理的方式和它们的实现方法。要求理解重定位、虚拟存贮器的概念。了解段页式存储管理技术、动态链接和共享的概念以及实现方法。掌握分区、页式与请求页式、段式与虚拟段式的实现原理和地址变换。熟练掌握虚存中的各种置换算法。 重点难点： 重定位的概念、分区、页式与请求页式、段式与虚拟段式的实现原理和地址变换、虚存中的置换算法。 页号P和页内地址d的计算公式 P＝INT [A/L] INT：整除函数 d＝[A] MOD L MOD：取余函数 （A：逻辑地址空间中的地址，L：页面大小） 例如：某系统的页面大小为1KB，地址A=2170B，则求得P=2，d=122 页表——页面映像表 数据结构：页号、块号、存取控制项 页表的作用：实现从页号到物理块号的地址映射。 第一节??? 程序的装入和链接 从源程序到程序执行 地址空间的概念 重定位的概念 程序的装入 程序的链接 4.1 存储器的层次结构 多级存储器结构 1、从源程序到程序执行 编译：编译程序 由编译程序（Compiler）将用户源代码编译成若干个目标模块。 链接：链接程序 由链接程序（Linker）将编译后形成的一组目标模块，以及它们所需要的库函数链接在一起，形成装入模块。 装入：装入程序 由装入程序（Loader）将装入模块复制到内存中。 2、地址空间的概念 物理（绝对）地址——程序执行 每个内存单元的固定顺序地址（编号）。 逻辑（相对）地址——装入（汇编编译） 被链接装配（或汇编、编译）后的目标模块所限定的地址的集合； 相对于某个基准量（通常为：0）的编址。 3、重定位的概念 重定位 概念：把程序装入内存时，修改程序中所有与地址有关的项。 逻辑地址变换为物理地址。 重定位的类型 静态重定位：程序执行前，一次性，链接装入程序。 动态重定位：处理机每次访问主存时，有动态地址变换机构（硬件）自动执行。 4、程序的链接 链接： 把一个程序相关的一组目标模块和系统调用模块（库函数）链接形成一个整体——装入模块的过程。 具体工作： 对相对地址的修改；变换外部调用符号。 链接方式： 静态链接 装入时动态链接：便于修改和更新；便于共享。 运行时动态链接：最小化快速装入，节省内存。 5、程序的装入 就是把链接好的装入模块装入“内存”。 装入方式 绝对装入：单道（任务）； 装入位置是固定的。程序员直接编址或由汇编、编译程序完成地址重定位。 可重定位装入（静态重定位） 装入内存时 动态运行时装入（动态重定位） 程序执行时，才产生绝对地址 提示：通常链接、装入程序是一体的。 第二节??? 连续分配方式 为用户程序分配一个连续的内存空间。曾被广泛应用，且现在仍被采用。 单一连续分配 固定分区分配 动态分区分配 可重定位分区分配 覆盖与对换 1、单一连续分配 基本思想 把内存分为系统区和用户区，系统区供OS使用，通常放在低址部分；系统区以外的全部内存空间是用户区。 特点 只能用于单用户、单任务的OS中。 软件简单，硬件要求低（无需存储保护） 实例 CP/M，MS-DOS，RT-11 2、固定分区分配 最简单的一种可运行多道程序的存储管理方式。 划分分区的方法 分区大小相等： 缺乏灵活性，用于控制多个相同对象的系统 分区大小不等： 多个较小分区、适量中等分区、少量大分区 内存分配管理 将分区按大小排队 建立分区使用表——起址、大小、状态 程序装入时，由内存分配程序检索分区使用表，找到符合要求的分区，并进行标记。 3、动态分区分配 根据进程的实际需要，动态的分配内存空间 内存管理方式： 空闲分区表——序号、起址、大小等项 空闲分区链——双向链表 分区分配算法 首次适应算法：空闲分区按起址递增次序排列，从头开始直至找到第一个满足要求的空闲分区。 特点：内存低端会留下小的空闲区，高端有大的空闲区； 分区分配操作（分配算法流程） 分配内存 从空闲分区链（表）中找到所需大小的分区。 判断条件：M.Size - U.Size ≦ Size 否则剩余部分挂接到空闲分区链（表）上。 回收内存 回收区与插入点的前一个空闲分区相邻接； 回收区与插入点的后一个空闲分区相邻接； 回收区与插入点的前后两个空闲分区相邻接； 回收区不与任何一个空闲分区相邻接； 优缺点 管理复杂，总会有闲置的小分区——“碎片”。 4.3.4 伙伴系统 无论已分配分区或空闲分区，大小均为2的K次幂，k为整数，1≤k≤m,其中2i表示分配的最小分区的大小，2m表示分配的最大分区的大小，通常2m是整个可分配内存的大小。 计算2i-1≤n≤2i找不到，则到2i+1中找，划