第四章存储管理08介绍.ppt

* 对于要求连续存放的页表，可将页表分页，并离散地将各页面分别存放在不同的物理块，为离散分配的页面再建立一张页表（外层页表）。外层页表的每个页表项中记录了页表页面的物理块号。 * 将页表分页，并离散地将各页面分别存放在不同的物理块，为离散分配的页面再建立一张页表（外层页表）。外层页表的每个页表项中记录了页表页面的物理块号。 232 /4K=220 个页表项，即1M个页表项。对页表再进行分页，使每页中包含1024个页表项，最多允许1024个页表分页。 注：外部页表在一个物理块内，第N页页表在一个物理块内，某一页在物理块中。 * * 以64位的逻辑地址空间的系统为例，页面大小为4 KB,假定仍按物理块的大小（212位）来划分页表，则将余下的42位用于外层页号,则在外层页表中可能有4096G个页表项,要占用16384GB的连续内存空间. 在64位OS中,把直接寻址的存储器空间减少到45位长度,这样可利用三级页表结构来实现分页存储管理. 举例：Pentium II 采用两级分页方法 32位SPARC体系结构采用三级分页 32位Motorola 68030采用四级分页机制 64位UltraSPARC体系结构采用7级分页。 * 用户认为程序是有主程序加上一些子程序、过程、函数或模块所构成。还有各种数据结构：表、数组、堆栈、变量等。每个模块或其他数据元素都可通过名称引用，而不关心这些元素所在内存的位置。符号表包含变量的名字和属性。 * 前面介绍的各种存储管理方案，为用户提供的是一个线性地址空间，这对于模块化程序和变化的数据结构的处理，以及不同作业之间对某些公用子程序或数据块的共享等问题的解决，都存在着较大的困难；另外，程序人员在编程和使用上也有多方面的要求，由此又引入了分段存储管理方式。即提供多个互相独立的地址空间，称为段。在每个段的内部，是一个一维的线性地址序列，从0开始编址。 引入分段存储管理主要是为了满足用户和程序员的一些需求。 * 按程序自身的逻辑关系划分为若干个程序段，每个程序段都有一个段名，且有一个段号。段号从0开始，每一段也从0开始编址，段内地址是连续的。分段管理就是管理由若干分段组成的作业，且按分段来进行存储分配，即为每个段分配一个连续的分区，而各个段可以离散地放入内存中不同的分区中。 * 为了实现逻辑地址和物理地址的映射，采用段表机制。 * 要把共享的程序安排到所有共享它的作业地址空间中相同页号的页中。 * 要把共享的程序安排到所有共享它的作业地址空间中相同页号的页中。 为实现代码的共享，每个进程都要在页表中建立40个页表项，物理块号都是从21#~60#，还要为数据区建立10个页表项，物理块号分别为61# ~70#，71# ~ 80#，81# ~ 90#，… * 为了获得分段在逻辑上的优点和分页在管理存储空间方面的优点，兼用分段和分页方法，即采用段页式存储管理。 用户程序划分：按段式划分（对用户来讲，按段的逻辑关系进行划分；对系统讲，按页划分每一段）。 * 用户程序划分：按段式划分。 内存划分：按页式存储管理方案 内存分配：以页为单位进行分配 * 在段页式系统中，地址空间由段、段内的页和页内的相对地址构成。 段页式存储管理中，程序的分段可以由程序员或编译程序根据信息的逻辑结构来划分。而分页和程序员无关，是由系统自动进行的。 * 为了实现动态地址变换，段页式系统必须为每个作业建立一张段表，并为每个分段建立一张页表。 段表：记录了每一段的页表始址和页表长度。 页表：记录了逻辑页号与内存块号的对应关系（每一段有一个，一个程序可能有多个页表）。 * 进行地址变换时： ①段号S与段表长度TL比较； ②利用段表始址和段号来求出该段对应的段表项在段表中的位置，从中得到该段的页表始址，并利用逻辑地址中的段内页号P来获得对应页的页表项位置，从中读出该页所在的的物理块号b，再用块号b和页内地址构成物理地址。 * 在快表中保存着当前最常用的一些段的段号、页号及相应的主存块号。 每次访问时，同时利用段号和页号去检索快表，若找到匹配的表项，便可从中得到相应页的物理块号，与页内地址一起形成物理地址；若找不到匹配的表项，仍然要访问三次内存。 * 前面讨论的各种存储管理方法虽各有特长，但有一些共同的特点: “一次性分配”： 运行前作业全部信息，必须一次性装入内存，导致：（1）作业容量超过内存总容量，无法装入；（2）大量作业要求运行，内存容量有限，只能装入少量作业运行，大量作业留在外存等待。 “驻留性”：作业信息一旦装入内存便一直驻留到作业运行结束：因I/O等待仍占用系统资源。 一次性和驻留性一方面使大作业的运行受到限制，另一方面又影响了多道程序的实现。 * 时间局限性