4存储管理学案.ppt

第四章 存储器管理 ;教学目的: 掌握程序的装入和链接、连续分配方式的概念， 掌握分页、分段和段页式存储管理的概念 掌握虚拟存储的概念 熟练掌握页面置换算法 重点与难点： 段页式存储和页面置换算法 ; 存储器管理是指对存储器资源的管理。存储器管理的主要对象是内存。 存储管理的内容主要包括： 存储器资源的组织（如内存的组织方式）； 地址变换（逻辑地址与物理地址的对应关系维护）； 虚拟存储的调度算法。 ;补充－地址空间;补充－地址空间;相关知识回顾 进程创建 高级调度（作业调度） 程序的执行过程 编译：源代码形成（多个）目标模块 链接：链接相关库函数，形成装入模块 装入：装入内存 运行;4.1.1 程序的装入;;1. 绝对装入方式; 缺点： 只适用于单道程序环境。 程序每次必须装入同一内存区。 程序员必须事先了解内存的使用情况，根据内存情况确定程序的逻辑地址。 程序的修改（增加或删除指令）将引起整个程序中指令地址的变动。 程序中的所有存储引用，例如函数调用或过程调用等，在装入之前都必须转换为物理地址，这不利于存储共享。;2. 可重定位方式;3. 动态运行时装入方式;;4.1.2 程序的链接;1. 静态链接方式;例：;2. 装入时动态链接;例：;3. 运行时动态链接;例：;引起内存分配和回收的原因： 进程的开始的结束。 进程运行的过程中，它所占用的内存也可能发生变化，如栈的变化。 进程映像在内存和外存之间传递。由于内存有限，系统中不可能容纳所有进程，有些进程的映像可以存放在外存，当要运行这些进程时，必须把它们调入内存。 系统为了充分利用内存空间，有时可能对内存空间进行调整。; 连续分配是指为一个用户程序分配一个连续的内存空间。具体分为四种分配方式： 单一连续分配 固定分区分配 动态分区分配 可重定位分区分配;4.2.1 单一连续分配方式;4.2.2 固定分区分配方式;固定分区(大小相同);分区使用表：用于记录分区的大小和使用情况，按分区大小排队。包括每个分区的起始地址、大小和状态（是否分配）。 用户程序需要装入时，内存分配程序检索该表，找出一个能满足要求尚未分配的分区，分配给该程序，并将其表项中的状态置为“已分配”。 若未找到大小足够的分区，则拒绝为用户程序分配内存。;例：某系统的内存容量为256K，操作系统占用低地址的20K，其余空间划分成4个固定大小的分区。;分区说明表;优点：易于实现，开销小。 缺点： 内碎片造成浪费； 分区总数固定，限制了并发执行的程序数目。 系统拒绝运行超过分区大小的程序。或采用其他技术进行处理，如覆盖技术。 异长分区较等长分区可一定程度上提高系统的性能，但不能彻底解决问题。;4.2.3 动态分区分配方式;1. 分区分配中的数据结构;例：采用双向链的空闲分区链结构;2. 分区分配算法;首次适应法FF：;优点： 该算法是尽可能地利用低地址空间，从而保证高地址空间有较大的空闲区。 缺点： 低地址部分的不断划分，会留下许多难以利用的、很小的空闲分区，而每次查找都是从低地址部分开始，会增加查找可利用分区时的开销。 ;循环首次适应算法：;最佳适应算法：;优点： 在系统中若存在一个与申请分区大小相等的空闲区，必定会被选中，而首次适应法则不一定。 若系统中不存在与申请分区大小相等的空闲区，则选中的空闲区是满足要求的最小空闲区，而不致于毁掉较大的空闲区。 缺点： 空闲区的大小一般与申请分区大小不相等，因此将其一分为二，留下来的空闲区一般情况下是很小的，以致无法使用。随着时间的推移，系统中的小空闲区会越来越多，从而造成存储区的大量浪费。;几点说明：;例：;① 首次适应算法的空闲区队列：;3. 分区的分配;; 说明： 将一个空闲区分成两部分有两种办法： 从空闲区的上部开始划出U.SIZE大小的空闲区给用户； 从空闲区的底部开始向上划出U.SIZE大小的空闲区给用户。 一般常用第二种办法，因为这样划分时，余下的部分在空闲区表中的首地址不变，只需要修改一下大小就行了。;4.分区的回收;;4.2.4 可重定位分区分配;操作系统;2. 动态重定位的实现;;3. 动态重定位分区分配算法 ;4.2.5 对换;2. 对换空间的管理;进程的换出：选择处于阻塞状态且优先级最低的进程作为换出进程，换出后收回内存空间，修改进程的PCB相关信息。 进程的换入：找出“就绪”状态并已经换出的进程，将其中换出时间最久的进程作为换入进程，将其换入。直到已无可换入的进程和无可换出的进程。;4.3 基本分页存储管理方式; 基本分页存储管理方式： 在分页存储管理方式中，如果不具备页面对换功能，就是