第四章存储管理08.ppt

第四章 存储器管理 第四章 存储器管理 4.1存储器层次结构(memory hierarchy) 3、存储保护与安全 A.保护系统程序区不被用户侵犯(有意或无意的) B.不允许用户程序读写不属于自己地址空间的数据（系统区地址空间，其他用户程序的地址空间） 2)保护过程防止地址越界（续） 一般由硬件提供一对寄存器： 基址寄存器：存放起始地址 限长寄存器：存放长度 （上界寄存器/下界寄存器） 4、 内存“扩充” (1)逻辑地址（相对地址，虚地址） 用户的程序经过汇编或编译后形成目标代码，目标代码通常采用相对地址的形式，其首地址为0，其余指令中的地址都相对于首地址而编址。 不能用逻辑地址在内存中读取信息 4.2 程序的装入和链接 4.2.1程序的装入（加载）: （1）绝对装入方式（编译时） （2）可重定位装入方式（装入时） （3）动态运行时装入方式（执行时） 一、绝对装入方式 (Absolute Loading Mode ) 二、可重定位装入方式(Relocation Loading Mode) 可重定位装入方式，可将装入模块装入到内存中适当的位置，因此可用于多道程序环境。 重定位：在装入内存时对目标程序中的指令和数据地址的修改过程。 三、动态运行时装入方式（动态重定位）(Dynamic Run-time Loading) 动态运行时的装入程序，在把装入模块装入内存后，并不马上把相对地址转换为绝对地址，而是在程序要真正执行时才进行地址转换。 动态重定位 4.2.2 程序的链接 一、静态链接 (Static Linking) 二、装入时动态链接(load-time Dynamic Linking) 经编译得到的目标模块，是在装入内存时边装入边链接的。 采用装入时动态链接方式把目标模块装入内存的同时，对相对地址进行修改。 三、运行时动态链接 (Run-time Dynamic Linking) 4.3 连续分配存储管理 4.2.1 单一连续分配 采用单一连续存储管理时，内存从概念上分为两个连续区： （1）系统区。 （2）用户区。 4.3.2 固定分区分配 一、划分分区的方法 分区大小相等 分区大小不相等 分区使用表 4.3.3 动态分区分配（可变分区） 一、分区分配中的数据结构 常用的结构有： 1、空闲分区表 二、分区分配算法 1、最先适应算法（First Fit），也称首次适应算法 三、分区分配操作 分区分配操作包括分配和回收内存。假定请求分区大小为u.size，空闲分区的大小为m.size。 size：是不再切割的剩余区大小。 2、回收内存 （1）回收区与插入点的前一个分区相邻接 三、动态重定位分区分配算法 实现动态重定位分区分配算法和动态分区基本上相同。 固定分区： 动态分区： 动态重定位分区： 分区分配的优缺点 4.3.7 对换 目的： 提高内存利用率 2 对换空间的管理 具有对换功能的OS中，外存分为文件区和对换区。 文件区：存放文件 对换区：存放从内存换出的进程 3 进程的换出与换入 一、进程的换出 2、换出进程 换出程序（进程），只能换出那些非共享的程序和数据段。 二、进程的换入 （1）申请成功 （2）申请失败 4.4 基本分页存储管理方式 根据离散分配时所用基本单位的不同，又可把离散方式分为以下三种： 1、分页存储管理。 2、分段存储管理。 3、段页式存储管理。 4.4.1 页面与页表 1.页面 2)、页面的大小 机器的地址结构决定页面的大小，也就是说页面大小由硬件决定。 页面的大小应适中，通常是2的幂。 3. 页表 4.4.2 地址变换机构 1、基本的地址变换机构 举例：某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB，内存为16KB。假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物理块号的对照表如右： 逻辑地址0A5C（H）所对应的物理地址是什么？ 2、具有快表的地址变换机构 分页存储管理中的优缺点 举例：假设虚拟地址为32位，每页为4KB，采用二级页表结构，如图。