计算机操作系统教程 课件第5章_存储管理.pptx

第五章内存管理;第5章存储器管理;内存（memory）

也称主存（mainmemory）

类似于仓库，用于

存取指令和数据;存储器系统的层次结构;一个内存中包含有许多存储单元，每个单元可以存放一个适当单位的信息（如：8个bit，即

一个字节，byte）；

全部存储单元按一定顺序编号，这种编号称为存储器的地址。对各个存储单元的读写操作就是通过它们的地址来进行的。;;READY;理想中的存储器：

更大、更快、更便宜的非易失性存储器。;;5.1存储器管理概述;栈;;1）物理地址：就是内存的地址，是以字节为单位，对内存单元的编址。

2）逻辑地址：用户源程序经过编译或汇编后形成的目标指令代码的编址。

3）地址空间：地址的编址范围。

4）物理地址空间：内存地址的编址范围。也就是计算内存的编址范围，它是由实际的物理内存的大小决定的。

5）逻辑的地址空间：用户程序指令的编址范围，是由程序的大小决定的。;;1）物理地址

也叫内存地址、绝对地址，实地址；

把内存分成很多个大小相等的存储单元，每个

单元给一个编号，这个编号称为物理地址；

物理地址可以直接寻址；

物理地址的集合称为物理地址空间（内存地址

空间），它是一个一维的线性空间。;2）逻辑地址

也叫相对地址，虚地址；

用户程序经汇编或编译后形成目标代码，目标代码通常采用相对地址的形式，其首地址为0，其余指令中的地址都是相对首地址来编址；

内存保护：逻辑地址与物理地址分离。

3）地址映射(重定位)

为保证CPU执行指令时可正确访问存储单元，

需将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址，此过程称为地址映射.;重定位;重定位;重定位：是把程序的逻辑地址空间变换成内存中的实际物理地址空间的过程，也就是说在装入时对目标程序中指令和数据的修改过程。;静态重定位：即在程序装入内存的过程中完成，是指在程序开始运行前，程序中的各个地址有关的项均已完成重定位，地址变换通常是在装入时一次完成的，以后不再改变，故成为静态重定位。

动态重定位：它不是在程序装入内存时完成的，而是CPU每次访问内存时由动态地???变换机构（硬件）自动进行把相对地址转换为绝对地址。动态重定位需要软件和硬件相互配合完成。;动态地址映射（动态重定位）：当用户程序被装

入内存时，不对指令代码做任何修改。而是在程

序运行过程中，当需要访问内存单元时再来进行

地址转换（即在逐条执行指令时完成转换）。

由硬件地址映射机制完成，如设置一个基地址寄存器，并装入进程所在分区起始地址；

在程序运行时，硬件自动完成地址映射。;;如何实现多道存储管理，即在内存中同时有多个进程运行，有哪些问题需要考虑？;内存空间的管理

整个内存区域如何划分？

用什么数据结构来管理内存？

如何在有限内存空间中容纳尽可能多的进程？

内存的分配

新进程到达时，如何给它分配内存？

内存的回收

进程运行结束时，如何回收其内存？;单一连续区分配;5.2分区式存储管理;分区存储管理的多进程运行;各个用户分区的个数、位置和大小一旦确定以后，就固定不变。;5.2分区式存储管理;分区的大小是否相等？

程序大小不同

多个小分区、适量的中等分区、少量大分区

进程个数多于分区个数？

输入队列;输入队列;数据结构：设置内存分配表

内存分配：先放入输入队列，然后采用

最先匹配法、最佳匹配法

等算法。

内存回收：简单;5.2.1固定式分区;分区分配;分区回收;固定分区的缺点：

内存利用率不高，内碎片造成很大浪费。

所谓内碎片，即进程所占用分区之内的未

被利用的空间。

分区的总数固定，限制了并发执行的程序

个数，不够灵活。

地址空间的大小有限。

如何确定分区的大小？;5.2分区式存储管理;5.2分区式存储管理;5.2分区式存储管理;5.2分区式存储管理;首次适应算法

循环首次适应算法

最佳适应算法

最坏适应算法

;42;43;5.2.4可重定位分区（紧缩）;5.2.4可重定位分区（紧缩）;可变分区的特点：

分区的个数、位置和大小都是随进程的进出而动态变化的，非常灵活，避免了在固定分区中因分区大小不当所造成的内碎片，提高了内存利用率。

有外碎片，即各个占用分区之间难以利用的空闲分区。

使得内存的分配、回收和管理更为复杂。;基本原理;;5.3分页式存储管理;用于存储管理的数据结构是什么？

当一个进程到来时，如何给它分配内存？

当一个进程运行结束，释放它所占用的内存空间后，如何回收内存？

当一个进程被加载到内存以后，它如何正确运行（地址重定位）？;5.3.1页表;5.3.1页表;页表：系统为每一个进程都建立了一个页表，页表给出了逻辑页面号和具体内存块号（物理页面号）之间