操作系统原理与Linux实例设计--第三章讲述.ppt

第三章 存储管理 3.1 存储管理子系统概述 存储器包括：寄存器，片内Cache，片外Cache，主存，外存 存储管理的功能包括： 1.存储分配 分配基本内存空间； 增加新空间； 回收内存空间。 2.地址映射 程序地址和物理地址。 静态映射； 动态映射。 3. 存储保护 防止地址越界，防止操作越权。 4. 存储共享 一段程序共享。 5. 存储扩充 计算机内部的半导体存储器不够，需要借助于外部其它类型的存储器。 3.2简单存储管理技术 ３．２．１　简单存储分区技术 １．固定分区 （１）等长分区 （２）异长分区 ２．动态分区技术 根据程序的执行情况动态改变其占用空间大小。 （１）首次适应算法 （２）下次适应算法 （３）最佳适应算法 ３．固定分区与可变分区的结合：伙伴系统 ３．２．２ 简单存储分页技术 一般地，叶比区小。 基本原理 特殊的分区方法。 逻辑地址包括:页号和页内偏移量。 2. 分页系统的数据结构及地址变换 地址变换过程： 根据逻辑地址，计算页号和页内偏移量； 用页号检索页表，查找指定页面对应的页框号。 根据页框号和页内偏移量，计算物理地址。 3. 两级和多级页表 4. 反置页表 5. 快表 类似于系统中的高速Cache. 6. 页面与页框大小 页面与页框大小相等。页面针对于程序，页框针对于计算机硬件。 7. 对分页存储管理的评价 消了外零头，有内零头，但不超过一页。 不便于程序的动态链接。 3.2.3简单存储分段技术 １．基本原理 将程序分成若干段。当然，这是系统在对应用程序编译链接时自动执行的，编程人员并不知情。 逻辑地址：段号，段内偏移量。 显然，区＞段＞页． ２．分段系统的基本数据结构及地址变换 根据段号检索进程段表，获得指定段的段表项； 判断是否地址越界； 把逻辑地址中的段内偏移量与段表表项中的段基址相加，得到物理地址。 ３．　对分段系统的评价 消除了内零头，利用率高，便于调试程序。 ３．２．４简单存储段页式技术 段页式存储管理的实现 段内分页。 逻辑地址：段号，段内页号，页内偏移量。 2. 对段页式存储管理方式的评价 3.3 虚拟存储管理技术 3.3.1 虚拟存储技术概述 虚拟存储技术的理论依据 局部性原理。 2. 实现虚拟存储的一般过程 一部分程序调入内存，发生缺页，再从外存中调用。 3. 虚拟存储概念 用户察觉不到，以为所有程序已在内存运行。内存和部分外存称为虚拟存储器。 4. 实现虚拟存储技术所需的技术支持 硬件； 软件（指操作系统）。 5. 虚拟存储所用的基本数据结构 页表项，段表项，标示有未修改，其他控制。 6. 虚拟存储的优缺点 能运行大程序，多道程序。 管理难度加大，要额外花费一些资源，可能出现抖动现象。 3.3.2 虚拟分页技术 判断缺页及缺页中断处理过程。 3.3.3　虚拟存储分段技术 3.3.４　虚拟存储段页式技术 ３．３．５虚拟存储系统的软件策略 驻留集管理 到底该保留进程的那些页面。 2. 页面放置策略 放在什么样的物理页框。 3. 页面获取策略 怎样从外存调入页面。请求调页，预调页。 4. 页面置换策略 需要将哪些页面置换出来。 置换算法： 最佳置换算法；（理论上的说法，即置换出永远不再使用的页面。） 最近最少使用置换法； 先进先出置换算法； 时钟置换算法；（调入若干页面后，察看使用位，判断是否用过，若没用，则换出） 5. 页面清除策略 有简单清除，即调入页面没有被修改，不需要写回外存。当经过修改的页面需要被置换时，需要写回外存。可以适时写，也可以集中写。 6. 负载控制 判断需要多少进程执行合理，从而调入或调出页面。 当需要减少进程时，可以考虑以下几方面： 优先级最低； 缺页进程； 最后被激活的进程； 驻留集最小的进程； 最大的进程； 剩余执行时间最多的进程。 3.4 Linux的虚拟内存管理 3.4.1８０３８６　分段机制在Ｌｉｎｕｘ系统中的实现 Ｌｉｎｕｘ系统的段描述符包含用户描述符和系统描述符。 用户描述符 系统描述符 门描述符 　　门是用来控制访问目标代码的入口点。 ４．　描述符表 3.4.２８０３８６　分页机制在Ｌｉｎｕｘ系统中的实现 ３．４．３Linux 虚拟内存管理的实现 源代码分布 LINUX的内核空间和用户空间 用户空间0—3G， LINUX虚存段的组织和管理 LINUX虚存页的组织和管理 5. LINUX虚拟保护 3.5 Linux存储器管理案例分析 3.5.1共享存储分析 3.5.２共享存储的修改与测试 * * * * * * * *