第七章 存储器管理.ppt

段页式系统中的地址变换机构 段表寄存器 段表始址 段表大小 段 表 0 1 2 3 4 段号s 页号p 页内地址 段超长 物理地址 块号b 块内地址 页 表 0 1 2 3 b 4 页表长度 页表始址 + + * * * * * * 7.4 存储器的分页存储管理 连续分配存储管理方式产生的问题 在分区存储管理中，要求把进程放在一个连续的存储区中，因而会产生许多碎片。 碎片问题的解决方法 （1）拼接/紧凑技术代价较高。 （2）离散分配方式允许将作业/进程离散放到多个不相邻接的分区中，就可以避免拼接。基于这一思想产生了以下的离散分配方式： 分页式存储管理：离散分配的基本单位是页 分段式存储管理：离散分配的基本单位是段 段页式存储管理：离散分配的基本单位是段、页 7.4 .1 分页存储管理的基本原理 在分页存储管理方式中，如不具备页面对换功能，不支持虚拟存储器功能，在调度作业运行时，必须将它的所有页面一次调入内存，若内存没有足够的块，则作业等待，这种存储管理方式称为纯分页或基本分页存储管理方式 。 基本思想 页表 地址结构 地址变换机构 多级页表 页的共享与保护 一、基本思想 空间划分 （1）将一个用户进程的地址空间（逻辑）划分成若干个大小相等的区域，称为页或页面,并为各页从0开始编号。 （2）内存空间也分成若干个与页大小相等的区域，称为（存储、物理）块或页框（frame），同样从0开始编号。 内存分配 在为进程分配内存时,以块为单位,将进程中若干页装入到多个不相邻的块中,最后一页常装不满一块而出现页内碎片。 Page 3 Page 2 Page 1 Page 0 Page 0 Page 3 Page 1 Page 2 Logical memory physical memory Frame number 0 1 2 3 4 5 6 7 1 0 7 3 4 块号 3 2 1 页号 Page table 页内碎片 注：需要CPU的硬件支持（地址变换机构）。 一、基本思想 页面大小由地址结构（逻辑）决定 若页面较小： 减少页内碎片和内存碎片的总空间，有利于提高内存利用率。 每个进程页面数增多，从而使页表长增加，占用内存就较大。 页面换进换出速度将降低。 若页面较大： 每个进程页面数减少，页表长度减少，占用内存就较小。 页面换进换出速度将提高。 会增加页内碎片不利于提高内存利用率。 页面大小选择适中，通常为2的幂，一般在512B-8KB之间。 1 0 7 3 4 块号 3 2 1 页号 Page table 页号 位移量（页内地址） 返回 二、页表 为了便于在内存找到进程的每个页面所对应块，系统为每个进程建立一张页面映象，简称页表，如图。 记录了页面在内存中对应的块号 页表一般存放在内存中 页表的基址及长度由页表寄存器给出 访问一个字节的数据/指令需访问内存2次(页表一次,内存一次),所以出现内存访问速度降低的问题。 0 2 1 4 2 7 … … 页号 块号 页表始址 页表长度 0 1 2 … n 作业的地址空间 0 1 2 3 4 5 6 7 内存空间 页表 返回 三、地址结构 分页存储管理系统中的地址结构（逻辑）： 地址长为32位，其中0-11位为页内地址，即每页的大小为212=4KB 12-31位为页号，地址空间最多允许有220 =1M页。 物理地址： 地址长为22位，其中0-11位为块内地址，即每块的大小为212=4KB，与页相等 12-21位为块号，内存地址空间最多允许有210 =1K块。 页号p 位移量w 块号b 块内位移d 31 12 11 0 21 12 11 0 三、地址结构例题 设有一页式存储管理系统，向用户提供的逻辑地址空间最大为16页，每页2048B，内存总共有8个存储块，试问逻辑地址至少应为多少位？内存空间有多大？ 解：（1）页式存储管理系统的逻辑地址为： 其中页内地址表每页的大小即 2048B=2*1024B=211B，所以页内地址为11位。 其中页号表最多允许的页数即 16页=24页，所以页号为4位。 故逻辑地址至少应为15位。 （2）物理地址为： 其中块内地址表每块的大小与页大小相等，所以块内地址也为11位。 其中