第五章存储管理重要资源„概述“瓶颈”：关键、紧张„分区存储管理帕金森定律„段式存储管理内存多大，程序多长„页式存储管理„段页式存储管理„交换技术与覆盖技术„虚拟存储一、概述2.内存1.存储体系由存储单元（字节或字）组成的一维连续操作系统协调各存储器的使用的地址空间，简称内存空间。用来存放当前正在运行程序的代码及数据，是程序中指令本身地址所指的、亦即程序计数器所重要性：直接存取要求内存速度尽量快到指的存储器与CPU取指速度相匹配，大到能装下当分为：前运行的程序与数据，否则CPU执行速度就会受到内存速度和容量的影响而得不„系统区：用于存放操作系统到充分发挥„用户区：用于装入并存放用户程序和数据3.存储管理的目的存储管理的目的（续）充分利用内存，为多道程序并发执行提„程序在执行时可以动态伸缩供存储基础„内存存取速度快尽可能方便用户使用„存储保护与安全自动装入用户程序„共享与通信用户程序中不必考虑硬件细节„了解有关资源的使用状况系统能够解决程序空间比实际内存空间„实现的性能和代价大的问题14.存储管理的任务存储管理的任务（续1）„内存分配表（1）内存空间的管理、分配与回收¾位示图：用一位（bit）表示一个空闲页面（0：„记录内存的使用情况空闲，1：占用）——设置相应的内存分配表¾空闲页面表：包括首页面号和页面个数，连续（内存分配回收的依据）若干的页面作为一组登记在表中¾空闲块表：空闲块首址和空闲块长度，没有记„内存空间划分问题？录的区域即为进程所占用静态或动态，等长或不等长¾空闲块链表：将所有的空闲块链成一个链表10…...1…...0第i页第n-1页存储管理的任务（续2）存储管理的任务（续3）„确定分配算法（2）存储共享连续性离散性两个或多个进程共用内存中相同区域驻留性交换性目的：一次性多次性节省内存空间，提高内存利用率„实施内存分配实现进程通信（数据共享）„内存回收共享内容：代码共享，要求代码为纯代码„内存分配：静态方式与动态方式数据共享存储管理的任务（续4）存储管理的任务（续5）（3）存储保护保护过程——防止地址越界为多个程序共享内存提供保障，使在内存中每个进程都有自己独立的进程空间，如果一个进程的各道程序，只能访问它自己的区域，避免在运行时所产生的地址在其地址空间之外，则发生各道程序间相互干扰，特别是当一道程序发地址越界。即当程序要访问某个内存单元时，由硬生错误时，不致于影响其他程序的运行件检查是否允许，如果允许则执行，否则产生地址越界中断，由操作系统进行相应处理通常由硬件完成保护功能，由软件辅助实现一般由硬件提供一对寄存器：基址寄存器：存放起始地址（特权指令不能完成存储保护，为什么？）限长寄存器：存放长度（或上界寄存器/下界寄存器）2存储管理的任务（续6）存储管理的任务（续7）保护过程——防止操作越权（4）内存扩充对于允许多个进程共享的存储区域，每个进程都有通过虚拟存储技术实现自己的访问权限。如果一个进程对共享区域的访问违反了权限规定，则发生操作越权用户在编制程序时，不应该受内存容量限即读写保护制，所以要采用一定技术来“扩充”内存的容量，使用户得到比实际内存容量大的多的内存空间具体实现是在硬件支持下，软硬件相互协作，将内存和外存结合起来统一使用存储管理的任务（续8）存储管理的任务（续9）（5）地址转换源程序逻辑地址空间物理地址空间又称地址重定位、地址映射0BA=1000LoadAdata1100LoadA200„逻辑地址（相对地址，虚地址）LoadA200„物理地址（绝对地址，实地址）编译地址映射连接„地址映射12003456。data134562003456。存储管理的任务（续10）存储管理的任务（续11）„地址转换„逻辑地址（相对地址，虚地址）用户的程序经过汇编或编译后形成目标代为了保证CPU执行指令时可正确访问存储单码，目标代码通常采用相对地址的形式，其元，需将用户程序中的逻辑地址转换为运行首地址为0，其余指令中的地址都相对于首时由机器直接寻址的物理地址，这一过程称地址而编址为地址映射不能用逻辑地址在内存中读取信息原因:当程序装入内存时,操作系统要为该程序分配一„物理地址（绝对地址，实地址）个合适的内存空间，由于程序的逻辑地址与分配到内存中存储单元的地址，可直接寻址内存物理地址不一致,而CPU执行指令时，是按物理地址进行的，所以要进行地址转换3存储管理的任务（续12）存储管理的任务（续13）逻辑地址空间物理地址空间BR„静态地