第4章 存储器管理综述.ppt

第四章 存储器管理;4.1 存储管理的概念;1. 存储管理的对象：主存储器以及作为主存扩展和延伸的辅助存储器（磁盘交换区）。;（一）主存的分配与回收;（二）地址重定位 为了保证作业的正确执行，必须根据分配给用户作业的主存区域对作业中的指令和数据的存放地址进行地址重定位 。;对用户程序的处理步骤;2、物理地址（空间）和逻辑地址（空间）; 符号 地址 (变量);1） 静态重定位 ;缺点： 要求给每个作业分配一个连续的存储区域，且在其整个执行期间必须限定在这个区域内。也就是说，在作业执行期间程序不能“浮动” 。这对提高主存的利用率是不利的。 ;2）动态重定位;动态重定位的实现 ;优点： 主存的使用更加灵活有效。一个用户的作业不一定要分配在一个连续的存储区，因而可以使用较小的分配单位。而且在作业开始之前也不一定把它的地址空间中的信息全部装入主存，而可以在作业执行期间根据请求动态地进行。 ;（三）存储的共享与保护; 上、下界寄存器保护法的另一个变种是基址----限长寄存器保护法。其为每个作业(或进程)设置一个基地址寄存器BA和一个限长寄存器LA。程序执行过程中，每执行一次存访操作之前必须做存访地址合法性的检查。;2. 存储(保护)键保护法。 为每一个被保护的存储块分配一个单独的保护键，在当前程序状态字（PSW）中设置相应的保护键开关字段，对不同的进程赋予不同的开关代码以与被保护的存储块中的保护键匹配，若不匹配则产生越界中断。;（四）主存的扩充;4.2 分区存储管理;（一）固定分区(静态分区) ;例：该系统的内存容量为256KB，操作系统占用低地址的40KB，其余空间划分成5个大小固定的分区。; 在固定分区方法中，当某个用户程序要装入运行时，向系统提出分配内存的请求，并给出要求存储空间的大小。系统根据用户的请求查询分区说明表，从中找出一个满足要求的，并且是空闲的分区给申请者，然后修改相应的表目的状态位, 即把状态位置为“正在使用”，最后向用户返回分区号或分区首地址。;（二）可变分区(动态分区);主存分配与回收过程： （设系统主存容量??256K，OS占用20K） ;分配结构： （1）空闲区说明表（FBT）。;OS;常用的分区分配算法(放置策略);优点： 首先选择正好是所要求大小的空白区； 其次选择比要求稍大的空白区划分，而不会去划分一个更大的空白区。因此，其后遇到大的作业到来时，作业要求的存储区域就比较容易得到满足。;（2）最坏适应算法(WFA) 在为作业选择存储区域时，总是寻找最大的空闲区。 空闲区以大小递减的顺序链接起来。;（3）首次(最先)适应算法(FFA) 在为作业分配存储区域时，从空闲区链的始端开始查找，选择第一个满足请求的空闲区．而不管它究竟有多大。 每个空闲区按其在存储空间中地址递增的顺序链在一起。 即每个后继空闲区的起始地址总是比前者的大。;缺点： 这种算法可能会利用一个大的空闲区适应小作业的请求。; 动态分区分配的过程中选择的空闲区被分成两部分：一部分与请求的大小相等，分配给作业；剩下的部分作为空闲区仍留在空闲区链中。; 作 业 A 18KB;33;回收一个主存块——空闲区的拼接;(1) 释放区与前空闲区相邻：如图所示。对这种情况是将释放区与前空闲区合并为一个空闲区，其首址仍为前空闲区首址，大小为释放区大小与空闲区大小之和。;判断相邻空闲区： addr(T) = addr(I) + size(I) 则后邻为空闲区：;H T; (4) 释放区不与任何空闲区相邻：如图所示。这种情况下把释放区作为一个空闲区，将其插入到自由链的适当位置。;三、碎片问题及拼接技术 ;优缺点： （1）集中分散的空闲区，提高了主存空间的利用率； （2）移动会增加系统的开销，花费大量的CPU时间； （尽量减少移动） （3）移动是有条件的。 （正等待外围设备进行信息传输的进程不能移动） （4）当系统进行拼接时，它必须停止所有其它的工作； （5）拼接需要重新定位已装入主存的作业。 ; 覆盖部分;（2）对换技术;③进程的换出与换入： 进程的换出。 系统首先选择处于阻塞状态且优先级最低的进程作为换出进程，然后启动盘块，将该进程的程序和数据传送到磁盘的对换区上。若传送过程未出现错误，便可回收该进程所占用的内存空间，并对该进程的进程控制块做相应的修改。 进程的换入。 系统定时地查看所有进程的状态，从中找出“就绪”状态但已换出的进程，将其中换出时间(换出到磁盘上)