第四章存儲管理上(已修改)
2024-10-14 12:33 本頁面
【正文】 1 第四章 存儲管理 (上 ) ? 存儲管理概述 (?) ? 內(nèi)存管理的基本原理 (?) ? Windows 的 內(nèi)存管理 ? 外存管理 的基本原理 ? Windows 的 外存管理 ? 高速緩存管理 的基本原理 ? Windows 的 高速緩存管理 2 ? 存儲體系 ? 存儲管理的功能 ? 邏輯地址和物理地址 ? 重定位技術 存儲 管理 概述 3 存儲體系 ? 高速緩存： – Data Cache – TLB(Translation Lookaside Buffer) ? 內(nèi)存： DRAM, SDRAM等； ? 外存：軟盤、硬盤、光盤、磁帶等； 外存 (secondary storage) DOS核心 命令處理程序 內(nèi)存 (primary storage) 高速緩存 (cache) 寄存器 (register) 4 存儲管理的功能 ? 存儲分配和回收 ：分配和回收算法及相應的數(shù)據(jù)結構。 ? 地址變換 ： – 可執(zhí)行文件生成中的鏈接技術 – 程序加載 (裝入 )時的重定位技術 – 進程運行時硬件和軟件的地址變換技術和機構 ? 存儲共享和保護 ： – 代碼和數(shù)據(jù)共享 – 地址空間訪問權限（讀、寫、執(zhí)行） ? 存儲器擴充 ：存儲器的邏輯組織和物理組織； – 由應用程序控制：覆蓋； – 由 OS控制：交換（整個進程空間），虛擬存儲的請求調(diào)入和預調(diào)入（部分進程空間） 5 邏輯地址和物理地址 ? 邏輯地址 （相對地址，虛地址）：用戶的程序經(jīng)過匯編或編譯后形成目標代碼，目標代碼通常采用相對地址的形式。 – 其首地址為 0，其余指令中的地址都相對于首地址來編址。 – 不能用邏輯地址在內(nèi)存中讀取信息。 ? 物理地址 （絕對地址，實地址）：內(nèi)存中存儲單元的地址。物理地址可直接尋址。 ? 地址映射 ：將用戶程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為運行時由機器直接尋址的物理地址。 – 當程序裝入內(nèi)存時 , 操作系統(tǒng)要為該程序分配一個合適的內(nèi)存空間，由于 程序的邏輯地址與分配到內(nèi)存物理地址不一致 , 而 CPU執(zhí)行指令時，是按物理地址進行的，所以要進行地址轉(zhuǎn)換。 6 地址映射 BA=1000 3456 。 。 。 1200 物理地址空間 mov ax, data1 data1 3456 源程序 mov ax, [ 200] 3456 0 100 200 編譯連接 邏輯地址空間 邏輯地址和物理地址 mov ax, [ 1200] 1000 1100 7 重定位技術 ? 重定位：在可執(zhí)行文件裝入時需要解決可執(zhí)行文件中地址（指令和數(shù)據(jù)）和內(nèi)存地址的對應。由操作系統(tǒng)中的裝入程序來完成。 ? 重定位方法： – 絕對裝入 – 可重定位裝入 – 動態(tài)裝入 8 絕對裝入 (absolute loading) ? 優(yōu)點：裝入過程簡單。 ? 缺點：過于依賴于硬件結構，不適于多道程序系統(tǒng)。 在可執(zhí)行文件中記錄內(nèi)存地址，裝入時直接定位在上述 (即文件中記錄的地址 )內(nèi)存地址。 9 可重定位裝入 (relocatable loading) ? 優(yōu)點：不需硬件支持，可以裝入有限多道程序 ? 缺點：一個程序通常需要占用連續(xù)的內(nèi)存空間，程序裝入內(nèi)存后不能移動。不易實現(xiàn)共享。 在可執(zhí)行文件中， 列出 各個需要重定位的地址單元和相對地址值。當用戶程序被裝入內(nèi)存時， 一次性 實現(xiàn)邏輯地址到物理地址的 轉(zhuǎn)換 ，以后不再轉(zhuǎn)換（一般在裝入內(nèi)存時由軟件完成）。即：裝入時根據(jù)所定位的內(nèi)存地址去修改每個重定位地址項，添加相應偏移量。 10 動態(tài)裝入 (dynamic runtime loading) ? 優(yōu)點： – OS可以將一個程序分散存放于不連續(xù)的內(nèi)存空間，可以移動程序，有利用實現(xiàn)共享。 – 能夠支持程序執(zhí)行中產(chǎn)生的地址引用，如指針變量（而不僅是生成可執(zhí)行文件時的地址引用）。 ? 缺點：需要硬件支持（通常是 CPU）， OS實現(xiàn)較復雜。它是虛擬存儲的基礎。 在可執(zhí)行文件中記錄虛擬內(nèi)存地址，裝入和執(zhí)行時通過硬件地址變換機構，完成虛擬地址到實際內(nèi)存地址的變換。 11 ? 單一連續(xù)區(qū)存儲管理 ? 分區(qū)存儲管理 ? 頁式和段式存儲管理 ? 虛擬存儲器 內(nèi)存 管理 的基本原理 12 單一連續(xù)區(qū)存儲管理 ? 內(nèi)存分為兩個區(qū)域：系統(tǒng)區(qū)，用戶區(qū)。應用程序裝入到用戶區(qū)，可使用用戶區(qū)全部空間。 ? 最簡單，適用于單用戶、單任務的 OS。 ? 優(yōu)點 ：易于管理。 ? 缺點 ：對要求內(nèi)存空間少的程序，造成內(nèi)存浪費；程序全部裝入，很少使用的程序部分也占用內(nèi)存。 用戶程序 操作系統(tǒng) 0 xFFF …F 0x000…0 13 ? 把內(nèi)存分為一些大小相等或不等的分區(qū)(partition)，每個進程占用一個或幾個分區(qū)。操作系統(tǒng)占用其中一個分區(qū)。 ? 特點：適用于多道程序系統(tǒng)和分時系統(tǒng) – 支持多個程序并發(fā)執(zhí)行 – 難以進行內(nèi)存分區(qū)的共享。 ? 問題：可能存在內(nèi)碎片和外碎片。 – 內(nèi)碎片：占用分區(qū)之內(nèi)未被
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1