操作系统第四章存储器管理剖析.ppt

（3）分页的作业地址空间是一维的，即单一的线性地址空间，程序员只需利用一个记忆符，即可表示一个地址； 分段的作业地址空间是二维的，程序员在标识一个地址时，既需给出段名，又需给出段内地址。 4.6.3信息共享 分段系统的一个突出优点，是易于实现段的共享，即允许若干个进程共享一个或多个分段，且对段的保护也十分简单易行。 在分页系统中，实现代码共享应在每个进程的页表中都建立相同个页表项和占用相同的页号。 例子 有一个多用户系统，可同时接纳40个用户，他们都执行一个文本编辑程序(Text Editor)。如果文本编辑程序有160 KB的代码和另外40 KB的数据区， 则总共需有 8 MB的内存空间来支持40 个用户。 如果160 KB的代码是可重入的(Reentrant)，则无论是在分页系统还是在分段系统中，该代码都能被共享，在内存中只需保留一份文本编辑程序的副本，此时所需的内存空间仅为 1760 KB(40×40+160)，而不是8000 KB。 假定每个页面的大小为 4 KB，那么，160 KB的代码将占用 40 个页面，数据区占 10 个页面。 为实现代码的共享，应在每个进程的页表中都建立40个页表项，它们的物理块号都是21#～60#。 在每个进程的页表中，还须为自己的数据区建立页表项，它们的物理块号分别是61#～70#、71#～80#、81#～90#，…，等等 图4-19 分页系统中共享editor的示意图 图4-20 分段系统中共享editor的示意图 只需在每个进程的段表中为文本编辑程序设置一个段表项 可重入代码（Reentrant Code）又称为“纯代码”（Pure Code）是一种允许多个进程同时访问的代码。 为使各个进程所执行的代码完全相同，绝对不允许可重入代码在执行中有任何改变。 可重入代码是一种不允许任何进程对它进行修改的代码。 4.6.4 段页式存储管理方式 分页和分段存储管理方式都各有其优缺点。分页系统能有效地提高内存利用率，而分段系统则能很好地满足用户需要，将两者结合成一种新的存储管理方式系统，称为“段页式系统”。 1．基本原理 段页式系统的基本原理：采用分段方法组织用户程序，采用分页方法分配和管理内存。 先将用户程序分成若干个段，再把每个段分成若干个页，并为每一个段赋予一个段名。 图4-20作业地址空间和地址结构 作业有三个段 地址结构由段号、 段内页号 、页内地址三部分构成。 段表寄存器 段表寄存器：加速地址变换，用于存放执行进程段表的起始地址和段表长。 图4-22 利用段表和页表实现地址映射 地址变换 首先，从段表寄存器从获得进程段表的起始地址，根据该地址，查找进程的段表。 然后，根据逻辑地址指定的段号检索段表，找到对应段的页表起始地址。 再根据逻辑地址中指定的页号检索该页表，找到对应页所在的页框号。 最后，用页框号加上逻辑地址中指定的页内偏移量，形成物理地址。 图4-23 段页式系统中的地址变换机构 段号＞段表长度 - 越界 对段页式存储管理方式的评价 综合了分段和分页技术的优点，既能有效地利用存储空间，又能方便用户进行程序设计。 但是，实现段页式存储管理系统需要增加硬件成本，系统的复杂度和管理开销也大大增加。 因此，段页式存储管理技术适合于大、中型计算机系统，不太适合小型、微型计算机系统。 在段页式系统中，为了获得一条指令或数据，须三次访问内存。 第一次访问是访问内存中的段表，从中取得页表始址； 第二次访问是访问内存中的页表，从中取出该页所在的物理块号，并将该块号与页内地址一起形成指令或数据的物理地址； 第三次访问才是真正从第二次访问所得的地址中，取出指令或数据 为了提高执行速度，在地址变换机构中增设一个高速缓冲寄存器。每次访问它时，都须同时利用段号和页号去检索高速缓存 若找到匹配的表项，便可从中得到相应页的物理块号，用来与页内地址一起形成物理地址； 若未找到匹配表项，则仍须再三次访问内存 本章要求 了解：程序的装入和链接、哈希算法 理解：存储器管理相关技术 掌握：重定位、分区存储管理方式、分区分配算法、对换技术、分页存储管理方式、分段存储管理方式、段页式存储管理方式。 作业 P152 练习题 2、3、6、7、11、12 、20、22、26 在存储层次中越往上，存储介质的访问速度越快，价格也越高，相对存储容量也越小。其中，寄存器、 高速缓存、主存储器和磁盘缓存均属于操作系统存储管理的管辖范畴，掉电后它们存储的 信息不再存在。固定磁盘和可移动存储介质属于设备管理的管辖范畴，它们存储的信息将 被长期保存。 * 分页系统中的地址变换过程如下： （