【正文】 167。 存儲管理的功能 167。 ?動態(tài)重定位依靠硬件地址變換機構(gòu)完成。 ? 地址映射的方式： 靜態(tài)地址重定位 ?程序被裝入內(nèi)存時由操作系統(tǒng)的連接裝入程序完成程序的邏輯地址到內(nèi)存地址的轉(zhuǎn)換。 存儲管理的功能 地址映射 Load A 200 3456 。 ? 源程序經(jīng)過匯編或編譯后，形成目標(biāo)程序，每個目標(biāo)程序都是以 0為基址順序進(jìn)行編址的，原來用符號名訪問的單元用具體的數(shù)據(jù) —— 單元號取代。另外，當(dāng)進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束之后，存儲管理模塊又要及時回收該進(jìn)程所占用的內(nèi)存資源，以便給其他進(jìn)程分配空間。 存儲管理的功能 存儲空間的分配和回收 內(nèi)存的分配與回收是內(nèi)存管理的主要功能之一。 存儲管理的功能 ? 內(nèi)存是現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的中心，是指 CPU能直接存取指令和數(shù)據(jù)的存儲器， CPU和 I/O設(shè)備都要和內(nèi)存打交道。 ? 內(nèi)存由很大的一組字或字節(jié)所組成，每個字或字節(jié)都有它們自己的編號，稱為內(nèi)存地址。用戶程序通常以文件的形式保存在計算機外存上，為了執(zhí)行用戶程序，用戶程序必須全部或部分裝入內(nèi)存，因此在內(nèi)外存之間必須不斷交換數(shù)據(jù)。 167。這樣生成的目標(biāo)程序占據(jù)一定的地址空間，稱為作業(yè)的邏輯地址空間，簡稱邏輯空間。 。 ?假定程序裝入內(nèi)存的首地址為 BR， 程序地址為 VR， 內(nèi)存地址為 MR， 則地址映射按下式進(jìn)行： MR=BR+VR 。地址重定位機構(gòu)需要一個 (或多個 )基地址寄存器 BR和一個 (或多個 )程序虛擬地址寄存器 VR。 存儲管理的功能 主存空間的共享和保護 在多道程序設(shè)計環(huán)境下，內(nèi)存中的許多用戶或系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)段可供不同的用戶進(jìn)程共享。 存儲管理的功能 ?內(nèi)存保護的方式： （ 1）上、下界存儲保護：上、下界保護是一種簡單的存儲保護技術(shù)。 存儲管理的功能 167。一個作業(yè)運行時，其全部信息裝入虛存，實際上可能只有當(dāng)前運行的必需一部分信息存入內(nèi)存，其他則存于外存，當(dāng)所訪問的信息不在內(nèi)存時，系統(tǒng)自動將其從外存調(diào)入內(nèi)存。 固定分區(qū)法： ? 把內(nèi)存區(qū)固定地劃分為若干個大小不等的區(qū)域。 連續(xù)內(nèi)存分配 ? 某系統(tǒng)的內(nèi)存容量為 256K， 操作系統(tǒng)占用低地址的 20K， 其余空間劃分成 4個固定大小的分區(qū)。 ? 采用動態(tài)分區(qū)法，在系統(tǒng)初啟時，除了操作系統(tǒng)中常駐內(nèi)存部分之外，只有一個空閑分區(qū)。 連續(xù)內(nèi)存分配 ? 在動態(tài)分區(qū)存儲管理中，要有相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來登記空閑區(qū)的說明信息，它包括空閑區(qū)的大小和位置?？臻e區(qū)隊列則是利用每個內(nèi)存空閑區(qū)的頭幾個單元存放本空閑區(qū)的大小及下個空閑區(qū)的起始地址，從而把所有的空閑區(qū)鏈接起來。 167。 三是空閑區(qū)大于SIZE， 這時將空閑區(qū)一分為二 。 （ 2）最佳適應(yīng)算法： 要求按空閑區(qū)大小從小到大的次序組成空閑區(qū)表（隊列）。 系統(tǒng)中空閑區(qū)按三種算法組成的空閑區(qū)隊列 . 167。 連續(xù)內(nèi)存分配 167。 ?根據(jù)碎片出現(xiàn)的位置，可以分為內(nèi)部碎片和外部碎片兩種。實現(xiàn)的方法是移動某些已分配區(qū)的內(nèi)容，使所有進(jìn)程的分區(qū)緊挨在一起，而把空閑區(qū)留在另一端，這種技術(shù)稱為緊縮（或拼湊）。 （ 2）如果再申請 100K，針對上述兩種算法會有什么結(jié)果？ 例題 52解答如下： 150K作業(yè) 40K作業(yè) 60K作業(yè) 100K作業(yè) 0 150K 180K 220K 280K 300K 400K 512K1 首次適應(yīng)算法 150K作業(yè) 60K作業(yè) 100K作業(yè) 40K作業(yè) 0 150K 210K 300K 400K 430K 470K 512K1 最佳適應(yīng)算法 167。通常，這些程序段都被保存在外存中，當(dāng)有關(guān)程序段的先頭程序段已經(jīng)執(zhí)行結(jié)束后，再把后續(xù)程序段調(diào)入內(nèi)存覆蓋前面的程序段。它們之間的調(diào)用關(guān)系如下圖所示，程序段 A調(diào)用程序段 B和 C，程序段 B又調(diào)用程序段 F,程序段 C調(diào)用程序段 D和 E。 分頁管理 分頁管理的基本原理 ? 把用戶程序的地址空間劃分成若干大小相等的區(qū)域，每個區(qū)域稱作頁面或頁。同樣，每個物理塊也有一個編號，塊號從 0開始依次順序排列。 分頁管理 167。 ? 在分頁系統(tǒng)中，由 CPU生成的每個地址被硬件分成兩個部分：頁號（ p）和頁內(nèi)偏移（ w）。 分頁管理 0 11 12 31 頁號 P 頁內(nèi)位移量 W 編號 0~1048575 相對地址 0~4095 對于某臺具體機器來說，其地址結(jié)構(gòu)是一定的。 分頁管理 ? 在分頁系統(tǒng)中，允許將進(jìn)程的各頁離散地裝入內(nèi)存的任何空閑塊中，這樣就出現(xiàn)進(jìn)程頁號連續(xù)，而塊號不連續(xù)的情況。 ? 頁表的作用就是實現(xiàn)頁號到物理塊號的地址映射。 分頁管理 例題與習(xí)題： 例 51：設(shè)有 8頁的邏輯地址空間，每頁有 1024個字節(jié)，它們被映射到 32塊的的物理存儲區(qū)，那么邏輯地址的有效為是多少，物理地址至少多少位？ 例 52：在一分頁系統(tǒng)中，邏輯地址的長度為 16位，頁面大小為 4096字節(jié)，現(xiàn)有一邏輯地址 2F6AH，且第 0、 2頁依次存放在物理塊 11中，問相應(yīng)的物理地址是多少？ 例 53：在某分頁系統(tǒng)，主存的容量為 64K，頁面的大小為 1K，對于一個 4頁大的作業(yè)，其 0、 3頁分別被分配到主存的 7塊中，試將十進(jìn)制的邏輯地址 102 2500、3500和 4500轉(zhuǎn)化成物理地址。一次訪問頁表以確定所取數(shù)據(jù)或指令的物理地址，另一次是根據(jù)地址取數(shù)據(jù)或指令，這比通常執(zhí)行指令的速度慢了一倍。 167。 167。 ? 多級頁表概念：頁表和頁面一樣也進(jìn)行分頁，內(nèi)存僅存放當(dāng)前使用的頁表 ,暫時不用部分放在磁盤上 ,待用到時再行調(diào)進(jìn)。 ? 邏輯地址結(jié)構(gòu)有三部分組成：頁目錄、頁表頁和位移。 分頁管理 頁面的共享 ? 設(shè)想一下這樣的系統(tǒng)，有 40個用戶，每個用戶都執(zhí)行一個文本編輯器。 ? 共享頁面時只需要在物理內(nèi)存中保存一個編輯器的拷貝。 分段存儲管理 分段存儲管理的基本原理 ? 用戶程序劃分：按程序自身的邏輯關(guān)系劃分為若干個程序段，每個程序段都有一個段名，且有一個段號。 167。系統(tǒng)根據(jù)段表地址寄存器的內(nèi)容（表示段表的起始地址）找到進(jìn)程的段表，以段號為索引查找相應(yīng)的表項，得出該段的長度 limit及該段在內(nèi)存的起始地址 base。 分段