【正文】 進(jìn)程 2進(jìn)程 1在分段系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)共享只需在每個(gè)進(jìn)程的段表中為文本編輯程序代碼段設(shè)置一個(gè)段表項(xiàng)，比分頁(yè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單的多。如果 160KB程序代碼為可重入的，程序代碼為可重入的，則不論在分頁(yè)還是在分段系統(tǒng)中該代碼均可則不論在分頁(yè)還是在分段系統(tǒng)中該代碼均可被共享，此時(shí)所需內(nèi)存空間為被共享，此時(shí)所需內(nèi)存空間為160+40*40=1760KB。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬97 信息共享信息共享n 例：多用戶系統(tǒng)，可同時(shí)接納例：多用戶系統(tǒng)，可同時(shí)接納 40個(gè)用戶，每個(gè)用戶，每個(gè)用戶均可執(zhí)行文本編輯程序。 分頁(yè)系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)的共享，但不分頁(yè)系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)的共享，但不如分段系統(tǒng)來(lái)得方便。時(shí)間，提高訪問(wèn)速度。地址空間；只利用一個(gè)標(biāo)記符即可表示一個(gè)地址。不會(huì)跨越兩個(gè)段的分界處。訪問(wèn)一個(gè)數(shù)據(jù)，都須訪問(wèn)兩次內(nèi)存。n 進(jìn)程可通過(guò)查找段表，找到每個(gè)段對(duì)應(yīng)的內(nèi)進(jìn)程可通過(guò)查找段表，找到每個(gè)段對(duì)應(yīng)的內(nèi)存區(qū)，實(shí)現(xiàn)從邏輯段到物理內(nèi)存區(qū)的映射。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬91n 進(jìn)程的多個(gè)段被離散的放入內(nèi)存不同位置。n 段的長(zhǎng)度由相應(yīng)的邏輯信息組的長(zhǎng)度決定，段的長(zhǎng)度由相應(yīng)的邏輯信息組的長(zhǎng)度決定，因而各段長(zhǎng)度不等。在需調(diào)用某些段時(shí)才將其裝入，需要以段作為存儲(chǔ)管理的單位。為實(shí)現(xiàn)段的共享，希望存儲(chǔ)管理能與用戶程序分段的組織方式相適應(yīng)。希望要訪問(wèn)的邏輯地址是由段名和段內(nèi)偏移希望要訪問(wèn)的邏輯地址是由段名和段內(nèi)偏移量決定。 n 提出基本分段存儲(chǔ)管理方式主要是為了滿足提出基本分段存儲(chǔ)管理方式主要是為了滿足用戶（程序員）在編程和使用上的多方面的用戶（程序員）在編程和使用上的多方面的要求。n 采用多級(jí)頁(yè)表，采用多級(jí)頁(yè)表， 將外層頁(yè)表再進(jìn)行分頁(yè)將外層頁(yè)表再進(jìn)行分頁(yè) ，將，將各分頁(yè)離散地裝入到不相鄰接的物理塊中，各分頁(yè)離散地裝入到不相鄰接的物理塊中，再利用第再利用第 2級(jí)的外層頁(yè)表來(lái)映射它們之間的級(jí)的外層頁(yè)表來(lái)映射它們之間的關(guān)系。 （請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)，虛擬存儲(chǔ)器中再作詳細(xì)介紹）（請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)，虛擬存儲(chǔ)器中再作詳細(xì)介紹）齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬83n 對(duì)于對(duì)于 64位機(jī)器，若采用兩級(jí)頁(yè)表，頁(yè)內(nèi)地址位機(jī)器，若采用兩級(jí)頁(yè)表，頁(yè)內(nèi)地址12位，外部頁(yè)內(nèi)地址位，外部頁(yè)內(nèi)地址 10位，這時(shí)外部頁(yè)號(hào)會(huì)位，這時(shí)外部頁(yè)號(hào)會(huì)達(dá)達(dá) 42位，每個(gè)表項(xiàng)占位，每個(gè)表項(xiàng)占 4個(gè)字節(jié)，就需要個(gè)字節(jié)，就需要 244B的連續(xù)內(nèi)存空間。n 在采用兩級(jí)頁(yè)表的情況下，需把外層頁(yè)表全部調(diào)入在采用兩級(jí)頁(yè)表的情況下，需把外層頁(yè)表全部調(diào)入內(nèi)存，對(duì)于頁(yè)表分頁(yè)只需調(diào)入需要使用的。d0 d1齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬82如何減少頁(yè)表所占的內(nèi)存空間如何減少頁(yè)表所占的內(nèi)存空間n 上述離散分配空間的辦法只解決了大頁(yè)表無(wú)需大片上述離散分配空間的辦法只解決了大頁(yè)表無(wú)需大片連續(xù)存儲(chǔ)空間的問(wèn)題，并未減少頁(yè)表所占的內(nèi)存空連續(xù)存儲(chǔ)空間的問(wèn)題，并未減少頁(yè)表所占的內(nèi)存空間。這顯然不現(xiàn)實(shí)。存取頁(yè)面數(shù)據(jù)。以上。但對(duì)于中小型作業(yè)來(lái)說(shuō)個(gè)頁(yè)表項(xiàng)。但如果快表已滿，則將一個(gè)老的且已被入快表中。應(yīng)的物理塊號(hào)，并送物理地址寄存器中。n 將使計(jì)算機(jī)的處理速度降低近將使計(jì)算機(jī)的處理速度降低近 1/2。l 4)最后再將有效地址中的最后再將有效地址中的 頁(yè)內(nèi)地址送入頁(yè)內(nèi)地址送入 物理地址寄物理地址寄存器的塊內(nèi)地址中。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬65n 地址變換過(guò)程：地址變換過(guò)程：l 1)分頁(yè)地址變換機(jī)構(gòu)自動(dòng)將有效地址分頁(yè)地址變換機(jī)構(gòu)自動(dòng)將有效地址 分為頁(yè)號(hào)和頁(yè)分為頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址兩部分內(nèi)地址兩部分 ，再以頁(yè)號(hào)為索引去檢索頁(yè)表。n 兩種實(shí)現(xiàn)方法兩種實(shí)現(xiàn)方法l基本的地址變換機(jī)構(gòu)基本的地址變換機(jī)構(gòu)l具有快表的地址變換機(jī)構(gòu)具有快表的地址變換機(jī)構(gòu)齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬64n 由于頁(yè)表項(xiàng)的總數(shù)很多，不可能均用寄存器由于頁(yè)表項(xiàng)的總數(shù)很多，不可能均用寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)，頁(yè)表來(lái)實(shí)現(xiàn)，頁(yè)表 大多駐留在內(nèi)存中大多駐留在內(nèi)存中 。到物理地址的轉(zhuǎn)換。查找頁(yè)表，即可找到每頁(yè)在內(nèi)存中的。頁(yè)表。后一部分為后一部分為位移量位移量 W，即頁(yè)內(nèi)地址，即頁(yè)內(nèi)地址 (212)。（全部裝入內(nèi)存后方能運(yùn)行。?如果允許將一個(gè)進(jìn)程直接分散地分配到許多如果允許將一個(gè)進(jìn)程直接分散地分配到許多不相鄰接的分區(qū)中，就不必再進(jìn)行不相鄰接的分區(qū)中，就不必再進(jìn)行 “緊湊緊湊 ”。n 進(jìn)程換入：查找處于進(jìn)程換入：查找處于 “就緒就緒 ”狀態(tài)但已換出的狀態(tài)但已換出的進(jìn)程，將其中換出時(shí)間最久的進(jìn)程作為換入進(jìn)程，將其中換出時(shí)間最久的進(jìn)程作為換入進(jìn)程，將其換入。其分配算法可以是首次適應(yīng)算法、循環(huán)首次適應(yīng)算法法可以是首次適應(yīng)算法、循環(huán)首次適應(yīng)算法或最佳適應(yīng)算法。與內(nèi)存在動(dòng)態(tài)分區(qū)分配方式中所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相似，同樣可以用空閑分區(qū)表用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相似，同樣可以用空閑分區(qū)表或空閑分區(qū)鏈。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬51n 把把 外存分為外存分為 文件區(qū)和對(duì)換區(qū)文件區(qū)和對(duì)換區(qū)l 文件區(qū)文件區(qū) ：用于：用于 存放文件存放文件 ；為了提高空間的利；為了提高空間的利用率，對(duì)其采用用率，對(duì)其采用 離散分配方式離散分配方式 。目的是為了支持虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)n 此小節(jié)僅介紹進(jìn)程對(duì)換。n 如果對(duì)換如果對(duì)換 以整個(gè)進(jìn)程為單位以整個(gè)進(jìn)程為單位 ，稱之為，稱之為 “整體對(duì)換整體對(duì)換 ”或或“進(jìn)程對(duì)換進(jìn)程對(duì)換 ”。n 動(dòng)態(tài)重定位動(dòng)態(tài)重定位 :在程序運(yùn)行過(guò)程中要訪問(wèn)數(shù)據(jù)在程序運(yùn)行過(guò)程中要訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)再進(jìn)行地址變換。率。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬46齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬47與動(dòng)態(tài)分區(qū)分配算法基本相同，差別僅在于：增加了緊湊功能 ，在找不到足夠大的空閑分區(qū)來(lái)滿足用戶需求時(shí)進(jìn)行緊湊。程序在執(zhí)行時(shí)， 真正訪問(wèn)的內(nèi)存地址是相真正訪問(wèn)的內(nèi)存地址是相對(duì)地址與重定位寄存器中的地址相加而形成的對(duì)地址與重定位寄存器中的地址相加而形成的 。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬45n 采用動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式，地址轉(zhuǎn)換推遲到程序指采用動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式，地址轉(zhuǎn)換推遲到程序指令真正要執(zhí)行時(shí)進(jìn)行。有不同的合并策略。調(diào)用者。在存儲(chǔ)器中會(huì)留下許多這樣難以利用的小空閑區(qū)。到的滿足要求的空閑區(qū)，必然是最優(yōu)的。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬38(3)最佳適應(yīng)算法最佳適應(yīng)算法n 每次為作業(yè)分配內(nèi)存時(shí)，每次為作業(yè)分配內(nèi)存時(shí)， 總是把既能滿足要求，又總是把既能滿足要求，又是最小的空閑分區(qū)分配給作業(yè)是最小的空閑分區(qū)分配給作業(yè) ，避免了，避免了 “大材小用大材小用 ”。找到后，應(yīng)立即調(diào)整起始查尋指針。n 需需 設(shè)置一起始查尋指針，以指示下一次起始查尋的設(shè)置一起始查尋指針，以指示下一次起始查尋的空閑分區(qū)，并采用循環(huán)查找方式。從低址開始查找，會(huì)增加查找可用空間的開銷。 分配時(shí)，從鏈?zhǔn)追峙鋾r(shí)，從鏈?zhǔn)组_始順序查找，直至找到一個(gè)大小能滿足要求的空開始順序查找，直至找到一個(gè)大小能滿足要求的空閑分區(qū)閑分區(qū) ；； 然后根據(jù)作業(yè)的大小，從該分區(qū)中劃出一然后根據(jù)作業(yè)的大小，從該分區(qū)中劃出一塊內(nèi)存空間分配給請(qǐng)求者，余下的空閑分區(qū)仍留在塊內(nèi)存空間分配給請(qǐng)求者，余下的空閑分區(qū)仍留在空閑鏈中空閑鏈中 。 前后向指針，大小，狀態(tài)齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬34n 按照一定的分配算法，從空閑分區(qū)表或空閑按照一定的分配算法，從空閑分區(qū)表或空閑分區(qū)鏈中選出一分區(qū)分配給該作業(yè)。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬33n (2)空閑分區(qū)鏈空閑分區(qū)鏈每個(gè)分區(qū)的每個(gè)分區(qū)的 起始起始 部部分，設(shè)置用于鏈接分，設(shè)置用于鏈接各分區(qū)的前向指針各分區(qū)的前向指針；在分區(qū)；在分區(qū) 尾部尾部 設(shè)置設(shè)置一后向指針。n (1)空閑分區(qū)表空閑分區(qū)表在系統(tǒng)中設(shè)置一張空閑分區(qū)表，在系統(tǒng)中設(shè)置一張空閑分區(qū)表， 用于記錄每用于記錄每個(gè)空閑分區(qū)的情況。又稱為可變分區(qū)分配。夠的分區(qū)，則拒絕為之分配內(nèi)存。分區(qū)表中記錄各分區(qū)的起始地址、大小和。缺乏靈活性。適用于利使所有的內(nèi)存分區(qū)大小相等。n 單一連續(xù)分區(qū)分配單一連續(xù)分區(qū)分配 n 固定分區(qū)分配固定分區(qū)分配n 動(dòng)態(tài)分區(qū)分配動(dòng)態(tài)分區(qū)分配n 動(dòng)態(tài)重定位分區(qū)分配動(dòng)態(tài)重定位分區(qū)分配n 對(duì)換對(duì)換 (Swapping) 齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬24 單一連續(xù)分區(qū)分配單一連續(xù)分區(qū)分配n (1)系統(tǒng)區(qū)系統(tǒng)區(qū) 僅提供給僅提供給 OS使用，通常為內(nèi)存使用，通常為內(nèi)存中的低址部分中的低址部分 (2)用戶區(qū)用戶區(qū) 單一分區(qū)，除系統(tǒng)區(qū)外的全部單一分區(qū)，除系統(tǒng)區(qū)外的全部?jī)?nèi)存空間，只提供給用戶使用內(nèi)存空間，只提供給用戶使用n 2. 適用環(huán)境適用環(huán)境 只適用于單用戶、單任務(wù)環(huán)境只適用于單用戶、單任務(wù)環(huán)境 ？？齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬25 固定分區(qū)分配固定分區(qū)分配n 最早使用的一種最早使用的一種 可運(yùn)行多道程序的存儲(chǔ)管理可運(yùn)行多道程序的存儲(chǔ)管理方式方式 ?？杉涌煅b入過(guò)程，而且節(jié)省內(nèi)存空間。n 在執(zhí)行過(guò)程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)被調(diào)用模塊尚未在執(zhí)行過(guò)程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)被調(diào)用模塊尚未裝入內(nèi)存時(shí)，立即由裝入內(nèi)存時(shí)，立即由 OS去找到該模塊并鏈去找到該模塊并鏈接到調(diào)用者模塊上。靜態(tài)鏈接，每個(gè)應(yīng)用模塊都必須含有該目標(biāo)模塊的完，每個(gè)應(yīng)用模塊都必須含有該目標(biāo)模塊的完整拷貝，無(wú)法共享。靜態(tài)鏈接要修改或更新時(shí)，需重新打開裝入模態(tài)鏈接要修改或更新時(shí)，需重新打開裝入模塊，低效。n 即在裝入一個(gè)目標(biāo)模塊時(shí)，若發(fā)生一個(gè)外部即在裝入一個(gè)目標(biāo)模塊時(shí)，若發(fā)生一個(gè)外部模塊調(diào)用，將引起裝入程序去找出相應(yīng)的外模塊調(diào)用，將引起裝入程序去找出相應(yīng)的外部目標(biāo)模塊，并將它裝入內(nèi)存，還需修改目部目標(biāo)模塊，并將它裝入內(nèi)存，還需修改目標(biāo)模塊中的相對(duì)地址。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬18n 模塊模塊 ABC在鏈接前其內(nèi)部地址均是相對(duì)于起始地在鏈接前其內(nèi)部地址均是相對(duì)于起始地址址 0而言的。n 裝配時(shí)需解決兩個(gè)問(wèn)題：裝配時(shí)需解決兩個(gè)問(wèn)題：– (1)對(duì)相對(duì)地址進(jìn)行修改。才進(jìn)行。該 地址變換是在裝入時(shí)一次完成 的 ，不再改變，故稱為 靜態(tài) 重定位 。邏輯地址與實(shí)際裝入內(nèi)存的物理地址會(huì)不同。程序無(wú)法預(yù)知目標(biāo)模塊應(yīng)放于何處。通常在程序中采用符號(hào)由程序員直接給出。只適用單道程序環(huán)境。l 1. 編譯編譯 由編譯程序把源程序翻譯成若干個(gè)由編譯程序把源程序翻譯成若干個(gè)目標(biāo)模塊；目標(biāo)模塊；l 2. 鏈接鏈接 由鏈接程序把目標(biāo)模塊以及相關(guān)的由鏈接程序把目標(biāo)模塊以及相關(guān)的庫(kù)函數(shù)鏈接在一起，形成完整的裝入模塊；庫(kù)函數(shù)鏈接在一起，形成完整的裝入模塊；l 3. 裝入裝入 由裝入程序把裝入模塊裝入內(nèi)存。這是一個(gè)相對(duì)地址。n 存儲(chǔ)器：內(nèi)存（本章）存儲(chǔ)器：內(nèi)存（本章） 外存（第六章）外存（第六章） 齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬3主要內(nèi)容主要內(nèi)容n new 存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)n 程序的裝入和鏈接程序的裝入和鏈接 n 連續(xù)分配方式連續(xù)分配方式n 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式n 基本分段存儲(chǔ)管理方式基本分段存儲(chǔ)管理方式n 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念虛擬存儲(chǔ)器的基本概念n 請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式n 頁(yè)面置換算法頁(yè)面置換算法n 請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬4本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)n 了解存儲(chǔ)管理的研究對(duì)象和目的了解存儲(chǔ)管理的研究對(duì)象和目的n 了解存儲(chǔ)管理的基本功能和有關(guān)的基本概念了解存儲(chǔ)管理的基本功能和有關(guān)的基本概念n 掌握分頁(yè)存儲(chǔ)管理和分段存儲(chǔ)管理的基本概掌握分頁(yè)存儲(chǔ)管理和分段存儲(chǔ)管理的基本概念念n 掌握請(qǐng)求分頁(yè)和請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理的基本原掌握請(qǐng)求分頁(yè)和請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理的基本原理理齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬New n n n 5齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬寄存器高速緩存內(nèi)存磁盤緩存磁盤可移動(dòng)存儲(chǔ)器6三層由快到慢寄存器與主存（前四者）由操作系統(tǒng)直接管理，可快速訪問(wèn)，稱為可執(zhí)行存儲(chǔ)器。影響。邏輯空間中的地址稱為邏輯地址，這是一個(gè)相對(duì)地址。 要把程序要把程序裝入內(nèi)存，就要對(duì)程序進(jìn)行編譯和鏈接裝入內(nèi)存，就要對(duì)程序進(jìn)行編譯和鏈接 。 只適用單道程序環(huán)境。n 絕對(duì)地址，即可在編譯或匯編時(shí)給出，也可絕對(duì)地址，即可在編譯或匯編時(shí)給出，也可由程序員直接給出。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬13Relocation Loading Moden 多道程序環(huán)境下，各目標(biāo)模塊的起始地址均多道程序環(huán)境下，各目標(biāo)模塊的起始地址均從從 0開始，程序中的其它開始，程序中的其它 地址都是相對(duì)于起地址都是相對(duì)于起始地址計(jì)算的，不是絕對(duì)的物理地址始地址計(jì)算的，不是絕對(duì)的物理地址 ，編譯，編譯程序無(wú)法預(yù)知目標(biāo)模塊應(yīng)放于何處。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬14Relocation Loading Moden 邏輯地址與實(shí)際裝入內(nèi)存的物理地址會(huì)不同。該例中，在裝入時(shí)對(duì)目標(biāo)程序中指令和數(shù)據(jù)的地址修改過(guò)程稱為 重定位 。邏輯地址到物理地址的 轉(zhuǎn)換直到程序真正轉(zhuǎn)換直到程序真正運(yùn)行時(shí)運(yùn)行時(shí) 才進(jìn)行。（動(dòng)態(tài)重定位分區(qū)分配）動(dòng)態(tài)重定位分區(qū)分配）齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬16 程序的鏈接程序的鏈接n 根據(jù)鏈接時(shí)間的不同，可分為：根據(jù)鏈接時(shí)間的不同，可分為：l靜態(tài)鏈接靜態(tài)鏈接l裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接l運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接關(guān)鍵在于進(jìn)行鏈接的時(shí)機(jī)齊魯工