第3单元 存储管理.pptVIP

3.1 存储管理概述 3.1.1 存储管理的任务和功能 3.1.1.1 存储管理的任务 存储管理是操作系统的重要组成部分，它负责计算机系统内存空间的管理。其目的是充分利用内存空间为多道程序并发执行提供存储基础，并尽可能地方便用户使用。 3.1.1.2 存储管理的功能 存储管理应实现如下功能(每个功能具体见书p69) 1. 存储分配的功能： 2. 地址变换的功能： 3. “扩充”主存容量的功能： 4. 存储保护的功能： 3.1.2 存储管理的方式 由于存储管理主要是对内存进行管理，所以根据管理的方式不同可分为： 1. 连续分配存储管理 (1) 单一连续分配存储管理 (2) 固定分区存储管理 (3) 可变分区存储管理 2. 离散分配存储管理 (1) 页式存储管理 (2) 段式存储管理 (3) 段页式存储管理 3. 虚拟存储管理 (1) 请求分页存储管理 (2) 请求分段存储管理 3.1.3 地址重定位 3.1.3.1 程序的装入 程序的运行必须先创建一个进程，创建进程的首要任务是将其所对应的程序和数据装入内存。将一个用户的源程序变为可在内存中执行的程序需要经过：编译、链接、装入等几步。 1. 编译： 编译程序可将用户的源文件编译成若干个目标模块。 编译程序的定义。 2. 链接： 由链接程序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，形成完整的装入模块。 3. 装入： 由装入程序将需要装入的模块装入内存中。 3.1.3.2 存储空间 1. 逻辑地址（相对地址）：． 由于用户在编程时无法预知程序会在内存中的位置，所以无法直接使用内存地址，于是用户以0为起点来安排程序指令和数据。每条程序指令要访问的数据都有一个对应的地址，这个地址称为逻辑地址。由于它是相对于0的地址，又称相对地址、虚地址。图见（（p70图3.1） 2. 逻辑地址空间（相对地址空间）： 每一个完整的用户作业都存在着一定的逻辑地址，这些地址形成一个范围，用户程序、数据、工作区都包含在该范围之内，这就是逻辑地址空间。也就是说逻辑地址空间就是逻辑地址的集合。用户可以直接对逻辑地址和逻辑地址空间进行访问和操作。逻辑地址空间又称为相对地址空间、用户空间或作业空间。其大小位于0到逻辑地址最大值之间。 3. 物理地址（绝对地址）： 程序（模块）在内存中的实际地址称为物理地址，又称绝对地址、实地址。物理地址从0开始，最大值取决于内存的大小和内存地址寄存器的最大值，二者中较小的那个值为其最大值。 4. 物理地址空间（绝对地址空间）： 当作业进入主存时，其占有的内存空间就是物理地址空间，也就是说：当逻辑地址空间被映射到内存时所对应的物理地址的集合就是物理地址空间，也称绝对地址空间。只有当逻辑地址空间存在时，才会有物理地址空间。其最大只能达到内存的大小。当然，还要考虑地址空间寄存器的大小。 3.1.3.3 地址重定位 （为什么要地址重定位）一个作业在装入时分配到的存储空间和它的地址空间是不一致的。因此，作业在运行时其CPU所要访问的指令、数据的实际地址和地址空间中的地址是不同的。（如果不重定位会怎样）显然，如果在作业执行时不对有关的地址进行对应的修改，将导致错误的结果。这是由于一个作业装入到与其地址空间不一致的存储空间所引起的，关于地址改变的过程称为地址重定位。（我们要如何做）这是一个变换过程，我们把作业地址空间中使用的逻辑地址变换成主存中物理地址的过程称为地址映射。 （怎样重定位）重定位方法：绝对地址=基址+相对地址 注：基址是指令在内存中的起始地址，也叫始址。其通常存于基址寄存器中。 根据地址变换进行的时间及采用技术手段的不同，可以把重定位分为静态重定位和动态重定位。 1. 静态重定位 (1) 定义：静态重定位是在程序装入内存后运行前将程序中的所有逻辑地址转换为物理地址，在程序运行过程中不再修改。如图3.2所示 (2) 主要优点：容易实现，无需增加硬件地址变换机构，只要求为每个程序分配一个连续的存储区，由于程序在执行期间不能移动，所以不能共享程序和数据，因而可