操作系统第七章主存管理剖析.pptx

第七章 主存管理;7.2主存管理的功能 为方便用户使用，系统必须为每个用户提供0～n-1的一组逻辑地址，即用户编译时，程序访问的地址为虚地址或逻辑地址，而主存单元的地址为实地址或物理地址。 如图所示：;主存管理的主要功能：;7.3分区存储管理;固定分区：将内存用户区划分为若干固定大小的区域，每个区域中驻留一道程序。 动态分区：根据用户程序的大小，动态的对内存进行划分，可以提高内存的利用率。;7.3.1 分区存储管理概述;7.3.1 分区存储管理概述;2、地址映射 （基址寄存器）+逻辑地址→物理地址 其中（基址寄存器）存放一个作业在主存所占分区的首地址。;7.3.3分区的分配和回收;1、首次适应算法 空闲区队列中空闲区按地址从小到大排序。 例如：;1、分配一个空闲区： { 扫描空闲区队列； If 申请块﹥所有空闲块，则无法分配（或拼接）； If 申请块≤某一空闲块 {①则从空闲块的底部向上分配空闲区； //可以只修改空闲区的大小，而不修改空闲区队列的指针 ②如果分配之后剩余的空闲块＜门限值，则将整个空闲块分配出去； } };2、回收一个空闲块： 设r为回收区,f为空闲区 ①上邻空闲区 ②下邻空闲区 ③上、下邻空闲区 ④上、下不相邻空闲区 ;2、最佳适应算法 空闲区队列中空闲区按大小从小到大排序 例如：;3、最坏适应算法 空闲区队列中空闲区按大小从大到小排序。 例如：;三种算法到底哪一种最好不能一概而论，应针对具体的作业序列来分析。 习题7.7 7.8;7.3.5碎片问题及拼接技术;拼接时机：;拼接技术的缺点：;虚拟存储器是存储管理的核心: 对大量的典型程序运行情况的分析表明，在△t内，CPU对局部范围的存储器地址访问频繁，而对此地址之外的地址访问很少，这种现象称为程序局部性原理（包括时间局部性和空间局部性）。 依据此原理，可将程序要执行的部分装入内存，不执行的部分放在外存，需要执行时再调入主存，这样，就可以在较小的内存运行较大的用户程序。;虚拟存储器的定义： 主存——辅存在OS 的管理下，能为用户提供一个比主存大的多的存储器，这个存储器称为虚拟存储器。 能在较小的内存运行较大用户程序的存储系统。 当引入虚拟存储器后，用户只需在自己的虚存上编制程序，这就给用户带来极大的方便，而虚——实地址的映射由OS自动完成。 虚存技术分为：页式虚拟存储器、段式虚拟存储器、段页式虚拟存储器;7.4页式存储管理 在页式存储管理中，主存被等分成一系列的块，程序的地址空间被分成一系列的页面，块和页面的大小相等，程序以块为单位装入内存，这样，就解决了分区存储管理中的碎片问题。 例如： 内存256KB，2KB/块，内存可分为128块，某程序6.8KB，可以分为┍6.8KB/2KB┑=4页。;7.4页式存储管理;7.4.1页式存储管理应解决的问题;7.4.2页式地址变换;7.4.2页式地址变换;7.4.2页式地址变换3.页式地址变换 设逻辑地址为A，页面大小为L，则逻辑页号P=int(A/L)， 页内偏移量w=A mod L。 例如：操作数地址2500B，页面大小为1KB， P=int(2500/1024)=2 w=2500 mod 1024=452;虚拟存储器的大小受以下因素限制： 一定容量的主存； 大容量的辅存，存放多道程序； 地址变换机构，如虚地址要放入地址寄存器，如果地址寄存器为32位，则虚存最大为232=4G。 ;11.已知一个进程有三页，页号为0,1,2，分别对应内存块号为2,3,6，页面的大小为1KB，其中某一指令的虚地址为1000，则对应的物理地址为多少？要求画出地址变换过程。 解：P=int(1000/1024)=0 W=1000 mod 1024=1000 ∴物理地址为： 块号 块内偏移量;7.4.2页式地址变换 4.联想存储器（相联存储器） 当页表的全部放入主存时，要取一个数据或指令至少要访问2次主存，一次访问页表，一次访问主存，这样，会使指令的执行速度下降。 为了提高查表速度，可以将页表放入Cache，或部分放入cache。 放入页表部分内容的cache称为联想存储器或相联存储器。 联想存储器中的部分页表称为快表。 联想存储器时按内容查找的存储器，用来存放正在运行的进程的当前最常用的页号和相应的块号。;例：采用快表和页表相结合的页式地址变换;例：有一页式系统，其页表存