操作系统第四章存储系统 2016-11.ppt

* * §4.10 请求分段存储管理 下图给出了缺段中断的处理过程： 段S不在内存 阻塞请求进程 内存中 有合适的空 闲区吗？ 从外存读入段S 修改段表或快表及 内存空闲区链 唤醒请求进程 返回 空闲区容量 总和能否满足 空闲区拼接 形成合适区域 N N 淘汰一个或几个实 段形成合适的空区 Y Y * * §4.10 请求分段存储管理 请求分段地址变换过程： 访问[S][W] W?段长 分段越界 中断处理 符合存取方式 N Y Y 分段保护 中断处理 段S在主存 N 缺段 中断处理 N Y 修改访问位、修改位 形成物理地址 返回 地址变换过程 2 100 1 2 3 * * 二、分段的共享与保护 1、分段共享的实现 设置一张共享段段表（P140 图4 -33），每个共享段占据一个表项。各进程只要在自己的段表中填入已在内存中的 共享段的首地址，并设置相应的存取控制。即可共享一个内存段的信息。 2、分段保护 地址越界保护 在进行地址变换时，利用段表和段长进 行保护。 存取控制保护 段表中的存取控制字段，控制访问权限。 环保护机制 是一种分层赋予不同特权的保护措施。 一般内层特权高，外层特权低。 * * §4.11 请求段页式存储管理 一、段页式虚地址结构 段号 S 段内页号 P 页内地址 W 段内位移量D 二、请求段页式地址变换 在内存中开辟一块固定的区域存放进程的段表和页表。由段表和若干页表实现地址变换。 作 业 根据下面图1说明请求段页式存储管理的地址变换过程。 §4.11 请求段页式存储管理 * * 图 1 段页式地址变换 块 号 * * 虚拟存储管理小结 * * * * * * * 2. 地址变换过程 图 4-22 段页式系统中的地址变换机构 * * 小 结 比较几种实存管理方案的异同，并说明其特点。 内存分配 地址变换机制 存储保护和共享 优点 缺点 分区存储 分页存储 分段存储 段页存储 * * §4.6 虚拟存储的基本概念 (一） 虚拟存储技术，有效地解决了上述问题。 实存管理方案存在以下主要问题： 1、要求作业一次装入，造成内存资源的浪费。 2、用户编程的地址空间（逻辑空间）不能超过实际的内存空间。无法运行很大的应用程序。 尤其是对多道程序系统，以上问题更加突出。 虚拟存储管理的基本思想是： 用大容量的外存来扩充内存，是对内存空间的逻辑扩充，为用户提供一个比实际内存空间大得多的虚拟内存空间。基于程序的局部性原理，采用 “部分装入”、“部分交换” 的策略。 * * §4.6 虚拟存储的基本概念 (二） 注意：虚拟存储管理的各种方案，建立在相应的实存方案基础上。 虚拟存储方案： ?请求分页式 ?请求分段式 ?请求段页式 部分装入 作业在开始运行前，只装入部分，其余的 存放在外存，需要时再装入。 部分交换 当需要部分作业调入内存，而内存空间不 足时，需要将进程部分信息交换到外存， 以腾出内存空间。 4.5 虚拟存储器的基本概念 4.5.1 虚拟存储器的引入 1. 常规存储器管理方式的特征 一次性。 (2) 驻留性。 2. 局部性原理 早在1968年， Denning.P就曾指出： (1) 程序执行时， 除了少部分的转移和过程调用指令外， 在大多数情况下仍是顺序执行的。 (2) 过程调用将会使程序的执行轨迹由一部分区域转至另一部分区域， 但经研究看出，过程调用的深度在大多数情况下都不超过5。 (3) 程序中存在许多循环结构， 这些虽然只由少数指令构成， 但是它们将多次执行。 (4) 程序中还包括许多对数据结构的处理， 如对数组进行操作， 它们往往都局限于很小的范围内。 局限性又表现在下述两个方面： (1) 时间局限性。如果程序中的某条指令一旦执行， 则不久以后该指令可能再次执行；如果某数据被访问过， 则不久以后该数据可能再次被访问。产生时间局限性的典型原因，是由于在程序中存在着大量的循环操作。 (2) 空间局限性。一旦程序访问了某个存储单元，在不久之后，其附近的存储单元也将被访问，即程序在一段时间内所访问的地址，可能集中在一定的范围之内，其典型情况便是程序的顺序执行。 3. 虚拟存储器定义 所谓虚