第7章 存储管理综述.ppt

第7章 存储管理 ;今天虽然主存价格已相当便宜，但主存容量仍然是计算机四大硬件资源中最关键而又最紧张的“ 瓶颈”资源。因此对主存的管理和有效使用仍然是今天操作系统十分重要的内容。许多操作系统之间最明显的区别特征之一往往是所使用的存储管理方法不同。如OS/360-MFT采用固定分区存储管理技术，OS/360-MTV是采用可变分区存储管理技术，OS/2，WindowsNT, 是采用虚拟存储管理技术。;主要内容;§7.1 主存管理的基础;高速缓存;用户的程序在运行时应存放在主存中，以便处理机访问。但是由于主存容量有限。所以把那些不马上使用的程序、数据放在外部存储器(又称次级存储)中。当用到时再把它们读入主存。图7.1中的三级存储器，从高速缓冲存储器(简称缓存)到外部存储器(以后简称外存)，其容量愈来愈大，而访问数据的速度则愈来愈慢，价格也愈来愈便宜，如IBM的缓存的最大传???速度为每双字120~225毫微秒，主存的传输速度每字1微秒。);(b) 程序只能在主存中运行;与地址有关：20根 220＝1M;(d)逻辑地址：又称相对地址，是指相对于某个基准量(通常用0)编址时所使用的地址，相对地址常用于程序编写和编译过程中。;例：;(2) 存贮管理功能：;(I) 地址映射(重定位);例：;(b) 使一个作业程序装入到与其地址空间不一致的存贮空间，所引起的对有关地址部分的调整过程称为地址重定位。;(c) 地址映射的方式：;? 动态重定位 ;特点：;(II) 主存分配：;(III) 存贮保护：;(1)单一连续区分配;(b) 简单、低放、单一用户;方案：;例如：;(2) 固定分区：把主存分成若干个固定大小的存储区(存储块);o.s区;固定分区分配算法大区图;(b) 特点;(3) 可变分区;序号;例：;未分配分区表(自由分区表)FBT的变化;? job2, job3完成后、释放(如下图) ;申请分配一个xk大小的分区;? 寻找一个容纳作业的空白区;? 检查是否与空白区相邻，是则合并成一个大空白区;将空白区按存贮顺序链成一个队列，用一指针指向队首分配时将找到的第一个满足要求的空白区分配给它。;例：;指针;(ii) 循环首次适应(Next fit: NF);(iii) 最佳适应算法(Best fit: BF);? 最佳地利用分区；;(iv) 最坏适应算法(Worst fit: WF);例：设系统空白链表为;FF: c,a;3k;8.5k;可变式分区与固定式分区分配方案相比，一般来说其存储空间的利用率高些，但是，由于存在着一些分散的，较小的空白区，仍然不能充分利用－称之为存储器的“ 零头”。;(d) 碎片(零头)问题：存在于已分配的分区之间的一些不能充分利用的空白区;(iii) 解决的方法：;(II) 将碎片集中(紧凑或拼接) ––– 可重定位分配;(4) 可重定位分区分配;请求分配一个大小为xk的分区;例 ;实现这种重定位，可通过类似于重定位装入程序的软件来达到，但这种方案要在费许多处理机时间，而且限制较大。;例: 图(a)是作业拼接之前的执行情况，这时重定位寄存器RR的值为64k，(b)是拼接后作业3执行情况，作业3被移动到28k大字节开始的分区中。为保证在新的位置上仍能正确执行，只需要将重点定位寄存器RR的值改为28k即可。;;;采取动态重定位后，由于目标程序装入主存后不需修改地址指针及所有与地址有关的项，因而程序可在主存中随意浮动而不影响其正确执行。这样，就可以方便地进行存储器紧缩，较好地解决了碎片问题。;(d) 拼凑时机;(5) 多重分区分配－不拼接而解决零头问题;例：给一个作业分配二个分区;在实存管理技术中，多重分区的多重程序不宜过多，否则会增加管理的复杂性，一般不超过3～4对界地址寄存器。多重分区技术的进一步发展导致了段式虚拟存储管理技术的出现。;(6) 覆盖(overlay): 指一个作业的若干程序段(或数据段)或几个作业的某些部分间共享某主存空间;main A 20k;B0, 40k B1, 30k;(c) 注意：;(7) 交换：(swapping);job1;(c) 注意：;小结：实存管理小结;(ii) 空白区管理;§7.3 虚拟存贮管理 (Virtual storage) ;关键点：;? 程序的访问地址称为虚地址而程序可访问的虚地址范围叫做程序的虚地址空间。;(c) 虚空间独立于实空间;(2) 分页存贮管理：;页号;mov Ax (2500);逻辑地址的表示(p, d);例：;例：设虚地址为(357101)8 每一块为128字节;(b) 多级页表的地址转换;每个小页表形成的页面中可以有210＝1K个页表表目（每个表目4byte），共有210＝1K个小页表。为了对1K个小页表进行管理和索引查找，设置一个页表目录，又称之为顶级