计算机计算机操作系统教程第二版2012版第4章存储管理.ppt

请求分段存储管理的缺点是进行地址变换和实现紧凑操作要花费处理机时间，为管理各分段要设立若干表格，需提供额外的存储空间，而且也会像请求分页存储管理一样出现系统抖动现象。 返回本节 4.3.6 段页式存储管理与动态地址重定位 （1）作业地址空间进行段式管理。 （2）每段内再分成若干大小固定的页，每段都从零开始为自己的各页依次编写连续的页号。 （3）对内存空间的管理仍然和分页存储管理一样，将其分成若干个和页面大小相同的物理块。 （4）作业的逻辑地址包括3个部分：段号、页号和页内位移。 （5）为实现地址变换，段页式系统设立了段表和页表。 图4.29 段表、页表和内存的关系 返回本节 4.4 碎片与抖动问题 分区存储管理分为固定式分区和可变式分区存储管理两种。对于固定式分区存储管理来说，其分区大小是固定的，而一个作业的大小不可能与固定的分区大小刚好相等，所以容易产生内碎片问题，即已分配给某作业的固定分区中有作业使用不到的空闲内存区域。而可变式分区存储管理较好地解决了内碎片问题，一个作业需要多大内存就分配给它多大内存。 返回首页 解决碎片问题的比较好的方法是采用分页技术，在纯分页存储管理系统中，因存储区划分成固定大小的块，而用户作业也划分成与块相等的若干页，每个作业调入内存时，除最后一个页面可能有页内碎片出现外，其余页不存在碎片问题，一般来说，平均每个作业可能有半页的内碎片。 纯分页存储管理技术较为有效地利用了内存空间。 避免抖动现象最根本的方法是控制多道程序的道数，使得每个用户作业都有足够的内存空间可供使用。但作业的个数又不能太少，否则，会影响处理机的利用率。最好是使处理机利用率较高，又不致于使系统发生抖动，这是一个很难解决的问题，牵扯到程序的局部性问题，并需借助于工作集模型。 对请求式分段存储管理系统而言，它考虑了编程时的逻辑结构，把程序分成若干段，以段为单位调入内存运行。这样，在内存分配和回收时，类似于可变式分区操作，容易造成外部碎片问题。而在实现段的调入、调出问题上，又类似于请求式分页存储管理，可能造成系统的抖动现象，所以请求式分段存储管理系统是比较复杂的。 返回本节 本章小结 存储管理的研究对象主要是中央处理器能直接访问的主存储器，其目的一方面是为了在多道程序环境下，提高主存资源的利用率；另一方面也方便用户对主存储器这一关键性资源的使用。 请求式分页存储管理的性能可从程序设计的质量、页面的大小、分配的内存块数和页面置换算法的性能等几个角度来考虑。 请求式分页存储管理提供了大容量的虚存，更有效地利用了内存，方便了用户。缺点是为了处理缺页中断，增加了处理机开销，而且可能出现抖动问题，降低系统的效率。 总之，存储管理技术是在不断发展着的，随着现代技术的日新月异，大规模、超大规模集成技术的飞跃发展，也随着人们对计算机应用的不断深入，必会对存储管理提出更多新的问题，存储管理技术也必将在新技术的带动下，得到进一步的发展、完善，为人们更好地、更有效地使用计算机提供帮助。 * 图4.15 纯分页存储管理地址重定位实现过程 3．联想存储器 为了提高查表的速度，人们在分页地址变换机构中，加入一组高速缓冲存储器，用来存放当前作业的最常用的页号和与之相应的物理块号。一般称这样的寄存器组为快表或联想存储器。采用联想存储器和内存中页表相结合的分页地址变换过程如图4.16所示。 应用联想存储器和页表相结合的方式，可有效地提高系统动态地址转换的速度，是一种行之有效的方法。 ①利用快表查找 ②利用页表查找 ③利用页表中查找到的页号、块号更新快表 图4.16 采用快表和页表相结合的分页地址变换过程示意图 4．存储保护 存储信息保护可从两个方面实现: 在进行地址变换时，产生的页号应小于页表长度，否则视为越界访问，这类似于基址—限长存储保护； 可在页表中增加存取控制和存储保护的信息，对每一个存储块，可允许四种保护方式：①禁止做任何操作，②只能执行，③只能读，④能读/写，当要访问某页时，先判断该页的存取控制和存储保护信息是否允许。 返回本节 4.2.4 纯分段存储管理 1．分段管理的基本思想 2．地址变换 3．分段与分页的区别 返回本节 1．分段管理的基本思想 分段存储管理是以段为基本单位分配内存，且每一段必须连续的内存空间，但各段之间不要求连续。由于各段的长度不一样，所以分配的内存空间大小也不一样。分段存储管理的逻辑地址结构如下： 段号S 段内位移W 2．地址变换 图4.17 分段存储管理的地址变换示意图 表4.1 段表 段号 内存起始地址 段长 0 210 500 1 2350 20 2 100 90 表4.2 逻辑地址 段号 段内位移 0 430 1 10 2 500 3．分段与分页