第22讲 第四章总复习.ppt

第六章 存储管理 河北科技师范学院大专课程 操 作 系 统 第二十二讲 主讲人：曾晓宁 第4章 内存管理 4.1 内存管理功能 4.2 分区管理 4.3 页式管理 4.4 段式管理 4.5 段页式管理 4.1 内存管理功能 4.1.1 内存的分配与回收 (重点是研究内存分配给多个用户使用和各种分配算法） 4.1.2 地址重定位 （研究各种地址变换机构以及静态和动态重定方法） 4.1.3 内存的共享与保护 （研究保护各类程序、数据区的方法） 4.1.4 虚拟存储器 （主要研究虚拟存储器和各种调度算法） 静态重定位和动态重定位 地址重定位：目标程序只有通过链接、装入内存才能运行，当程序装入内存时，每道程序不可能都从内存空间的0地址开始装入。因此，程序的逻辑地址与分配到的内存的物理地址不一致，为使程序能正确运行，必须将程序的逻辑地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中的物理地址，这一过程称为地址重定位。 有静态重定位和动态重定位两种方式； (1)静态地址重定位/静态地址映射 静态地址重定位：是指当目标程序被装入内存时，由重定位装入程序，一次性完成逻辑地址到物理地址的转换。 在程序执行之前由操作系统完成的。 在运行过程中，不再进行地址转换。 是由重定位装入程序按照公式： 物理地址=逻辑地址+起始地址 把目标程序中所有的逻辑地址转换成物理地址； (2)动态地址重定位 是指把目标程序装入内存时，并不立即把逻辑地址转达换为物理地址，而是在程序运行过程中，当CPU访问程序和数据时，才进行地址转换。 4.2 分区管理 也称连续分配方式，是指程序装入的内存空间必须是连续的，操作系统占用一个区域，其它区域供系统中的多个进程共享，这种方法称为分区存储管理。 这是最简单的一种存储管理,按分区划分的时机可分为 4.2.1 单分区 4.2.2 固定分区 4.2.3 可变分区 4.2.1 单分区 基本思想： 在任一时刻，只有一个进程存在，且这个进程总是从用户区的起始地址开始连续存放，从装入到执行完毕，独占整个用户区。 适用于单用户单任务的OS。 4.2.2 固定分区 基本思想： 把内存空间划分成若干个固定大小的连续存储区，称为分区。 每个分区只能装入一道程序，内存被划分成几个分区，就允许装入几道程序。 4.2.3 可变分区 内存不事先进行划分，而是在装入程序时，根据装入程序的实际需要来分配内存空间，这样，内存分区的个数、各分区的大小、在内存中活动的内存个数都是随时间变化的。 系统启动后，整个用户区是一个完整的大空闲区。 当要装入一个程序时，系统从空闲区中按需要划分一个分区分配给该程序。 内存空间经过多次分配和回收后原来一块大的空闲区被分割成了若干个占用区和空闲区。此时，如果要装入一个程序，系统则根据需求和内存空间的使用情况来决定是否分配。 若能找到一个满足程序需要的空闲区，则从该空闲区中划出一块与程序大小相同的区域分配给它；剩下的区域又形成一个较小的空闲区； 若有相邻的空闲区，则合并成一个较大的空闲区。 空闲分区链 在每个空闲分区的起始单元设置两个域， 一个域用于存放空闲分区的大小； 另一个域存放指向下一个空闲分区起始地址的指针。 操作系统开辟一个单元，存放第1个空闲分区的起始地址，这个单元被称为“链首指针”。最后一个空闲分区的next中存放标志“NULL”表明它是最后一个。 这样就可以把所有的空闲分区按一定规则排列链接成一个链表。 常用的内存分配算法 当装入一个程序时，按一定的分配算法，从空闲分区链中查找满足需求的空闲分区进行分配，常用的分配算法有以下4种： （1）首次适应算法 （2）循环首次适应算法 （3）最佳适应算法 （4）最坏适应算法 分区的回收 回收区不与任何空闲区相邻：将回收区作为一个空闲区节点，直接插入到空闲分区链的适当位置。 回收区与后空闲区相邻：则把回收区合并到后空闲分区，不必为回收区创建新节点，只需把后空闲分区节点的起始地址改为回收区的首地址，大小为二者大小之和。 回收区与前空闲区相邻：将回收区与前空闲区合并为一个空闲区。不必为回收区创建新节点，其首址仍为前空闲区首址，大小改为回收区大小与空闲区大小之和。 回收区与前后两个空闲区相邻：将这三个区合为一个空闲区，其首址为前空闲区首址，大小为这三个区大小之和，并删除原后空闲区节点。 覆盖技术与交换技术 在多道环境下扩充内存的方法，用以解决在较小的存储空间中运行较大程序时遇到的矛盾； 覆盖技术主要用在早期的操作系统中 交换技术被广泛用于小型分时系统中，交换技术的发展导致了虚存技术的出现； 4.3 页式管理 页式管理允许将程序分散地装入到内存中若干个不连续的空闲分区中，可以全部装入，也可以部分装入。即有效地解决了碎片