第四章存储管理.ppt

第四章 存储管理 1、实用系统中的存储管理 2、存储管理概述 3、存储器的连续分配方式 4、存储器的离散分配方式 5、虚拟存储器管理 一、实用系统中的存储管理 1、MS-DOS存储管理 2、Win98存储管理 当实际内存不够用时，Windows 98就会用硬盘来充当内存，称为虚拟内存。虚拟内存是由硬盘空间模拟而来的，你可以在Windows文件夹中发现一个Win386.swp文件，这个文件称为交换文件，它就是虚拟的内存的空间，原来，多个用户程序并不是每一个都全部装入内存，而只装入能保证程序能正常启动运行的一部分，运行过程需要用到时再装入内存，如果内存空间不够时，先把内存中某些不用（或暂时不用）的部分调出内存，以腾出空间。这就是Windows 98的虚拟存储管理技术 。 二、存储管理概述 1、基本概念 2、存储管理功能 3、地址重定位 物理地址：内部存储器由若干的存储单元组成，为了便于CPU访问，每个存储单元都有一个编号，这个编号称为内存地址，内存地址就是物理地址（也称绝对地址）。它的最小值为0，最大值取决于内存的大小和地址寄存器所能表现的最大值。 物理空间：物理地址的集合称为物理空间，也称为存储空间。 逻辑地址：用户进行程序设计时是不可能预知程序将在内存中所占位置，尤其在多道程序设计环境中，同一用户程序在不同时刻装入内存都不可能在同一位置。因此用户程序采用以0为基址安排程序指令和数据，程序指令和数据相应的地址称为逻辑地址，由于它是相对于0的地址，也被称为相对地址。 逻辑地址空间：逻辑地址的集合形成了一个地址范围，这个范围称为逻辑地址空间，也称地址空间。 地址映射：用户在逻辑地址空间安排程序指令和数据，而用户程序要运行必须装入内存，装入过程中，必须对有关的地址部分进行修改，将用户的逻辑地址转换成物理地址，这个过程称为地址映射，也称地址重定位。 ３．地址映射 存储管理必须提供地址映射功能，用于把程序地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中对应的物理地址。地址映射功能要在硬件支持下完成。 ４．内存扩充 内存扩充的主要任务是从逻辑上扩充内存容量，借助虚拟技术为用户提供比主存物理空间大得多的地址空间，使用户认为系统所拥有的内存空间远比实际的内存空间大得多。 ? １．静态重定位 如果在程序运行之前，就为用户程序实行了地址重定位的工作，那么称这种地址重定位为地址的“静态重定位”。 静态重定位的优点时容易实现且不需硬件支持。 缺点是：（1）程序经重定位后无法在内存中移动； （2）程序在内存中只能分配连续的区域。 （3）难以实现程序共享。 例：LOAD 1，550这条指令是把相对地址为550的存储单元的内容2200装入1号累加器，而这时内容为2200的存储单元的实际物理地址为1550，所以LOAD1，550这条指令中的直接地址码要以所装入内存区域的起址为基础作相应的修改，即改为LOAD 1，1550。 动态重定位的优点是 (1)程序装入内存时无需作任何修改，所以装入后再移动也不 影响其正确运行，这便于用紧缩来解决存储器的碎片问题。 (2)一个程序由若干个相对独立的模块组成时，这些模块可以离 散的装入多个不相邻接的存储区域，只要各模块有自己的定位 寄存器就可以了。 三、存储器的连续分配方式 1、单一连续分配 2、固定式分区分配方式 3、可变式分区分配方式 单一连续分配主要采用静态分配方式，即作业一旦进入内存，就要等到它执行结束后才能释放所占内存，因此这种方式不支持虚拟存储器的实现。 单一连续分配方式的特点是： 管理简单，需要硬件和软件的支持少，但由于内存中只装入一道作业而使得资源的利用率不高。 固定式分区是在作业装入前，内存空间就被划分成若干个大小不等的连续区域，每个区域可以存放一个作业，存放于不同区域的作业可以并行。 划分工作可以由系统管理员或操作系统实现 。一旦划分完成，在系统运行区间，分区的个数不可变，分区的大小不可变，因此也把固定式分区称为静态分区。 例：有内存分区示意如图4．6（a）所示，大小分别为8KB、45KB、121KB的多个作业装如内存后，内存分配情况如图4．6（b）所示。从图4．6（b）中可以看出作业2所占据的分区3中就有75K的不可用空间（即碎片），作业3所占据的分区4中有211K的浪费，未分配的分区2有32K的可用空间，如果此时有一个大小为35K的作业申请内存，却被拒绝，因为可用分区只有32K。 固定式分区实现技术简单，但是内存的利用率不高。存在以下缺点： （1）作业大小受到分区大小的限制。作业仍然需要一次性连续装入内存，