操作系统原理第七章实存储管理技术.ppt

第七章 实存储管理技术 存储器是重要的计算机资源，内存管理是操作系统的主要功能之一。 内存容量是计算机硬件资源中关键而又最紧张的，特别在多道程序设计出现后，要求内存能得到充分有效的利用，为用户提供安全方便的使用环境，这都是操作系统的内存管理要解决的问题。 第七章 实存储管理技术 教学目标： 1、熟悉存储管理的基本概念和分类 2、了解连续存储的方法和特点 3、掌握分页存储的原理 4、掌握分段存储的原理 5、掌握段页存储的原理 第七章 实存储管理技术 主要内容： 7.1 存储管理的基本概念 7.2 连续分配存储管理方式 7.3 离散分配存储管理方式 7.1 存储管理的基本概念 存储体系 :一个速度由快到慢,容量由小到大的存储层次. ?快速缓存：cache ?内存：DRAM, SDRAM等； ?外存：软盘、硬盘、光盘、磁带等； 7.1.1 存储管理要解决的问题 存储分配：当用户需要内存时,系统为之分配相应的存储空间；不需要时，及时回收，以供其它用户使用。 地址映射：从逻辑地址到物理地址的变换 7.1.1 存储管理要解决的问题 存储保护：确保多道程序都在各自分配到存储区域内操作，互不干扰，防止一道程序破坏其它作业或系统文件的信息。 内存扩充：为用户提供比主存物理空间大得多的地址空间，以至使用户感觉他的作业是在这样一个大的存储器中运行 7.1.3 地址重定位 1、地址空间和存储空间 名字空间：程序中由符号名组成的空间，没有地址的概念，由程序员自定义 7.1.3 地址重定位 ? 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 ?? 地址空间（相对地址空间） 逻辑地址的集合 7.1.3 地址重定位 ?? 物理地址（绝对地址，实地址） 内存中存储单元的地址，可直接寻址 ???存储空间（绝对地址空间，物理地址空间） ??????? 内存中物理地址的集合 2、静态重定位和动态重定位 地址映射（地址重定位） 把逻辑地址转换为相应的物理地址的过程。 2、静态重定位和动态重定位 1）静态重定位： 静态重定位 在程序执行之前进行重定位，根据装配模块将要装入的内存起始地址，直接修改装配模块中的有关地址的指令。 当用户程序被装入内存时，一次性实现逻辑地址到物理地址的转换，以后不再转换（一般在装入内存时由软件完成）。 2、静态重定位和动态重定位 优点： ??容易实现，不需要硬件支持。 缺点： ??程序在重定位之后就不能在内存中移动了，因而不能重新分配内存，不利于内存的有效利用 ??要求程序的存储空间必须连续 ??不利于内存的共享 2、静态重定位和动态重定位 2）动态重定位：程序执行期间，每次存储访问之前进行重定位。 需要硬件的支持，即重定位寄存器，重定位装入内存区的起始地址，重定位时，对每一个有效地址都要加上重定位寄存器中的内容，形成绝对地址。 优点： ??程序执行过程中，用户程序可以再内存中移动，有利于内存的充分利用 ??程序不必连续存放在内存中，可以离散存放。 ??若干个用户可以共享一个程序 缺点： ??需要附加的硬件支持 7.2 连续分配存储管理方式 7.2.1 单一连续分配方式 这是最简单的一种存储管理方式，但只能用于单用户、单任务的操作系统中。采用这种存储管理方式时，可把内存分为系统区和用户区两部分，系统区仅提供给OS使用，通常是放在内存的低址部分；用户区是指除系统区以外的全部内存空间， 提供给用户使用。 只能用于单用户、单任务的OS中。 软件简单，硬件要求低 7.2.1 单一连续分配方式 优点：方法简单，易于实现 缺点： 不支持多道。 主存利用率不高。 程序的运行受主存容量限制 7.2.2 固定分区存储管理方式 分区式管理是满足多道程序的最简单的存储管理方案。它的基本思想是将内存划分成若干个连续区域，称为分区。每个分区只能存储一个程序，而且程序也只能在它所驻留的分区中运行。 7.2.2 固定分区存储管理方式 固定分区算法原理：把内存分为一些大小相等或不等的分区(partition)，每个应用进程占用一个或几个分区。操作系统占用其中一个分区。每个分区的大小可以不同，但是事先必须固定，在系统运行时不能改变。在每个分区内装入一个进程，允许几道作业并发执行。当有空闲分区时，可从外存中的后备队列中选择一个适当大小的作业装入该分区。 7.2.2 固定分区存储管理方式 1、分区划分方法 分区大小相等 分区