计算机存储器管理.ppt

1.单道连续区管理 单一连续分配 （1）系统总是把整个用户区分配给一个用户使用。 （2）实际上，内存用户区又被分为“使用区”和“空闲区”。空闲区被成为”内存碎片“。 （3）由于任何时刻内存储器的用户区中只有一个作业运行，因此这种系统只适用于单用户的情况。 单一连续分区存储管理有如下缺点： （1）由于每次只能有一个作业进入内存，故它不适用于多道程序设计，整个系统的工作效率不高，资源利用率低下。 （2）只要作业比用户区小，那么在用户区里就会形成碎片，造成内存储器资源的浪费。如果用户作业很小，那么这种浪费是巨大的。 （3）若用户作业的相对地址空间比用户区大，那么该作业就无法运行。即大作业无法在小内存上运行。 2.多道固定分区管理 2.多道固定分区管理(续) 3.多道可变分区管理(概念) 利用分段共享原理上述多用户系统的存储分配如下：（两个用户） editor data1 进程1 editor data2 进程2 240 40 80 160 基址 段长 进程1的段表 380 40 80 160 基址 段长 进程2的段表 editor data1 data2 主存 … … … 二、分段的保护措施 这里可以采用如下几个措施： (1)为每个作业建立一张段表，在相应于每段的表目中，设置一 个段长值，以指明该段的长度。 当存储访问时，段地址的位移量与段长相比较，如超过段长，便发出越界中断信号。这样，每个作业被限制在自己的地址空间中运行，于是这些段表便把各个作业 “隔开”了。因为一个作业的所有存储访问都是通过段表来变换地址的，故只涉及它自已地址空间，因而消除了一个用户作业破坏另一 个用户地址空间的危险。 (2)建立存取控制，在段表的每个表目中，除指明段长外，还增加“存取方式”一项。 这种段的保护，对非共享段来说，主要是用来指示程序设计的错误，诸如企图修改纯过程的错误；而对于共享段来说，则显得特别重要。 例如，某个纯过程段被共享，则必须禁止任何作业修改它。因此，规定这样的段为只能“执行”的。对于共享的数据段，只允许大家“读”，而不能“写”，或只允许一个用户“写”。 此外，通常还禁止任何作业“读”一过程段。这是因为： ①读一个过程段显然是一个程序设计错误； ②有些过程是专有的，只准使用，不准“拿走”。 如果一个分段仅具有“执行”状态，那么只能作为一个过程来调用，而“读”、“写”是禁止的；如有作业企图对它“读”或“写”，则系统发出段保护中断信号。 应当指出，由于存取方式控制信息包括在作业的段表中，因此没有必要对共享某个段的每个作业作同样的限制。例如，一个学校的教职工人事资料，只允许人事部门的作业“读”或“写”(根据人员变动进行修改)，而其它有关部门的作业只能对其“读”。 (3)采用存储保护键。 由于I/O通道对存储器的访问是不经过段表的，因此，有些机器除段保护外，还采用存储保护键。因为这种保护对I/O通道是十分有效的。 在一个段式存储管理系统中，通过建立段表、施加存取控制、设置存储键保护等，可提供一个多级的存储保护体系。 4.4.4 段页式存储管理方式 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，兼用分段和分页两种方法，即采用所谓段页式存储管理。 这种技术的基本思想是，用分段方法来分配和管理虚拟存储器，而用分页方法来分配和管理实存储器(即主存)。这样，一方面可以保持分段地址空间所带来的优点。例如，允许分段动态扩展，可实现分段的动态链接，分段的共享，实施段保护措施等等。另一方面、主存分区的拼接问题、辅存的管理以及对分段大小的限制等问题，都可以得到有效的解决，这种管理存储器的方案在IBM公司的中、大型机的操作系统中得到普遍采用。 一、基本原理 在段页式系统中，一个程序首先被分成若干程序段，每一段赋予不同的分段标识符，然后，对每一分段又分成若干个固定大小的页面。 由于段页式系统给作业地址空间增加了另一级结构，现在地址空间是由段号S、段内页号P 和页内相对地址(位移量)W构成。地址结构图示如下 ： 段号S 段内地址 段内页号P 页内地址W 段号S 段内页号P 页内位移量W 0 7 8 11 12 23 例如： 0页 1页