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第4章存储管理4.1概述4.1.2存储管理的功能存储管理:对主存空间的用户区进行管理4.2重定位物理地址空间与逻辑地址空间4.2.2重定位的方式重定位(地址转换):把相对地址转换成绝对地址的工作称为重定位或地址转换。重定位的方式:静态重定位动态重定位4.2.2重定位的方式静态重定位:在装入一个作业时,把作业中的所有相对地址转换成绝对地址。评价:优点是目标程序可浮动,实现简单,不要硬件的支持。缺点是程序一旦装入内存,移动就比较困难。有时间上的浪费。在程序装入内存时要将所有访问内存的地址转换成物理地址。动态重定位:在程序执行期间,随着每条指令和数据的访问自动地连续地进行地址映射。评价:动态地址映射技术能满足以下目标:(1)具有给一个用户程序任意分配内存区的能力;(2)可实现虚拟存储;(3)具有重新分配的能力(4)对于一个用户程序,可以分配到多个不同的存储区静态重定位与动态重定位的区别静态地址映射动态地址映射4.3单用户连续存储管理4.3.2覆盖技术当作业的逻辑地址空间大于用户区时,不必将整个作业装入主存,而是由操作系统采用覆盖技术控制作业的运行。4.4固定分区存储管理4.4.2主存空间的分配与回收分区分配表:用来说明各分区的分配和使用情况。主存空间的分配采用“顺序分配算法”。4.5可变分区存储管理当有作业完成后释放所占用的存储区。在系统运行的过程中,系统中形成多个空闲的不连续的存储区。主存空间的分配算法分区分配表由“已分配区表”和“空闲区表”组成主存分配算法:最先适应分配算法最优适应分配算法最坏适应分配算法最先适应算法(1)什么是最先适应算法最先适应算法是将输入的作业放置到主存里第一个足够装入它的可利用的空闲区中。(2)最先适应算法的例最优适应算法(1)什么是最优适应算法最优适应算法是将输入的作业放置到主存中与它所需大小最接近的空闲区中。(2)最优适应算法的例最坏适应算法(1)什么是最坏适应算法最坏适应算法是将输入的作业放置到主存中主存中最不适合它的空闲区中。(2)最坏适应算法的例3.主存空间的回收算法回收分区r上邻空闲区回收分区r上、下邻空闲区4.5.2地址转换和存储保护4.5.3碎片问题及移动技术1.什么是碎片问题在已分配区之间存在着的一些没有被充分利用的空闲区。解决碎片问题的图示4.6页式存储管理2.页式系统的基本概念(1)页面程序的地址空间被等分成大小相等的片,称为页面,又称为虚页。(2)主存块主存被等分成大小相等的片,称为主存块,又称为实页。3.虚地址结构(程序字)虚地址是用户程序中的相对地址,它包括页号和页内地址(页内位移)。区分页号和页内地址的依椐是页的大小,页内地址占虚地址的低位部分,页号占虚地址的高位部分。假定页面大小1024字节,虚地址共占用2个字节(16位)页号页内地址(位移量)PW1510904.6.2页式主存空间的分配和回收4.6.3页表和地址转换例:有一系统采用页式存储管理,有一作业大小是8KB,页大小为2KB,依次装入内存的第7、9、10、5块,试将虚地址7145,3412转换成内存地址。3.快表把存放在高速缓冲存储器中的部分页表称为快表。采用快表的方法后,地址转换的时间大大下降。4.7虚拟存储管理4.什么是虚拟存储器由操作系统和硬件相配合来完成主存和辅存之间的信息的动态调度。这样的计算机系统好像为用户提供了一个其存储容量比实际主存大得多的存储器,这个存储器称为虚拟存储器。5.虚拟存储器的核心相对地址与绝对地址分开主存空间与逻辑地址空间分开提供地址变换机构6.实现虚拟存储器的物质基础有相当容量的辅存足以存放多用户的作业的地址空间有一定容量的主存存放运行进程的当前信息地址变换机构4.7.3页式虚拟存储器的实现3.请求分页要解决的问题采用这种技术要解决以下问题:(1)怎样发现所访问的页面在不在主存?(2)当发现所需访问的页面不在主存时如何处理?4.数据结构为了实现请求分页技术,页表应增加相应的内容,反映该页是否在内存,在外存的位置等。5.缺页处理(1)作业2在请求分页系统中的存储映像(2)缺页处理的例作业2的主存块数为m2=3当程序执行“movr1,[2120]”时CPU产生的虚地址为2120分页机构得p=2,w=72查页表。该页中断位i=1,发生缺页中断6.页面调度(1)什么是页面调度用来选择淘汰哪一页的规则就叫做页面调度。(2)页面算法的性能衡量颠簸(thrashing),又称为“抖动”。简单地说,导致系统效率急剧下降的主存和辅存之间的频繁页面置换现像称为“抖动”。以页面置换的频率的高