【2017年整理】操作系统,3存储管理.ppt

第3章 存储管理 ;本章目标 ;本章学习目标 ;本章的主要内容如下：;3.1 存储管理的概述 ;多级存储器体系示意图;①内存空间的分配和保护。内存储器中允许同时容纳各种软件和多个用户程序时，必须解决内存空间如何分配以及各存储区域内的信息如何保护等问题。 ②内存空间的重定位。配合硬件做好地址转换工作，把一组逻辑地址空间转换成绝对地址空间，以保证处理器的正确执行。 ③内存空间的共享。在多道程序设计的系统中，同时进入内存储器执行的作业可能要调用共同的程序。 ④内存空间的扩充。提供虚拟存储器，使用户编制程序时不必考虑内存储器的实际容量，使计算机系统似乎有一个比实际内存储器容量大的多的内存空间。 ;1．程序的装入 （1）绝对装入方式。也称直接分配方式。这种方式指程序在编写程序或编译程序对源程序编译时采用实际存储地址。采用这种方式，必须事先划定作业的可用空间，因此这种绝对装入方式的存储分配，存储空间的利用率不高，对用户使用也不方便。 （2）可重定位方式。也称静态分配方式。在将作业装入内存时才确定它们在内存中的位置。也就是说，存储空间的分配是在作业装入内存时实现的。采用这种装入方式，在一个作业装入时必须分配其要求的全部存储量；如果没有足够的存储空间，就不能装入该作业。此外，作业一旦进入内存后，在整个运行过程中不能在内存中移动，也不能再申请内存空间。这种装入方式实际上就是静态重定位。 （3）动态运行时装入方式。 ;2．地址重定位基本概念 （1）逻辑地址 一个应用程序经编译后，通常会形成若干个目标程序，这些目标程序再经过连接而形成可装入程序。这些程序的地址都从“0”开始的，程序中的其他地址都是相对于起始地址计算；由这些地址所形成的地址范围称为地址空间，其中的地址称为逻辑地址或相对地址。 （2）绝对地址 当用户把作业交给计算机执行时，存储管理就为其分配一个合适的内存空间，这个分配到的内存空间可能是从“A”单元开始的一个连续地址空间，称为“绝对地址”空间，其中的地址称为物理地址或绝对地址。 （3）地址重定位 由于逻辑地址经常与分到的内存空间的绝对地址不一致，而且对于每个逻辑地址在内存储器中也没有一个固定的绝对地址与之对应。因此，不能根据逻辑地址直接到内存储器中去存取信息。由于处理器执行指令是按绝对地址进行的，为了保证作业的正确执行，必须根据分配到的内存区域对它的指令和数据进行重定位，即把逻辑地址转换成绝对地址。把逻辑地址转换成绝对地址的工作称为地址转换或地址重定位或地址映射。 ;3．静态、动态重定位 重定位的方式可以有静态定位和动态定位两种。 （1）静态重定位 静态重定位在装入一个作业时，把作业中的指令地址和数据地址全部转换成绝对地址。由于地址转换工作是在作业执行前集中一次完成的，所以在作业执行过程中就无需进行地址转换工作。这种定位方式称静态重定位。 （2）动态重定位 动态重定位是在程序执行过程中，每当访问指令或数据时，将要访问的程序或数据的逻辑地址转换成物理地址。由于重定位过程是在程序执行期间随着指令的执行逐步完成的，故称为动态重定位。 ;1500;3.2 连续分配存储管理方式 ;1. 单用户连续存储管理 单用户连续存储管理方式是一种最简单的存储管理方式，它只能用于单用户、单任务的操作系统中。在这种管理方式下操作系统占了一部分内存空间，其余剩下的内存空间都分配给一个作业使用，即在任何时刻内存储器中最多只有一个作业。 ;覆盖技术示意图;3.交换（Swapping）技术 ; 固定分区存储管理是在作业装入前，内存用户区被划分成若干个大小不等连续区域，每一个连续区称为一个分区，每个分区可以存放一个作业。一旦划分好后，内存储器中分区的个数就固定了。各个分区的大小可以相同，也可以不同，每个分区的大小固定不变，因此，也把固定分区称为静态分区。各分区的使用情况，用“分区分配表”来说明 。; 例如，有内存分区如图３.8（a）所示，分区大小分别为10KB、32KB、70KB（假如操作系统占50KB）,三个作业大小分别为10KB、30KB、50KB，作业进入内存后，内存分配情况如图（b）所示。;作业队列管理：为了提高内存空间的利用率，不仅可根据经常出现的作业的大小来划分分区，而且可以按作业对内存空间需求量组成多个作业队列。;1. 可变分区的分配和释放的基本思想 分配时首先找到一个足够大的分区，即这个空闲区的大小比作业要求的要大，系统则将这个空闲区分成两部分：一部分作为已分配的分区，剩余的部分仍作为空闲区，在回收撤除作业所占用的分区时，要检查回收的分区是否与前后空闲的分区相邻接，若是，则加以合并，使这成为一个连续的大空闲区。 （1）空闲区表。 （2）空闲