【文章內容簡介】 縮 的方法來解決碎片 。 緊縮是 將內存中已使用區(qū)域經過移動沉淀到低地址部分 ， 從而使碎片浮動 到內存的高地址部分合并成較大的可使用空間 。 用緊縮方法來消除碎片需要占用大量的 CPU時間 ， 并且在移動過程中稍有 不慎 就有可能 破壞 全部數(shù)據(jù) 。 （ 1） 多道程度得以提高 。 （ 2） 提高了內存的利用率 。 （ 3） 作業(yè)大小依然受內存容量的限制 。 （ 4） 對碎片問題的解決需要以增加系統(tǒng)開銷為代價 。 （ 5） 不便共享 。 舉例： 作業(yè) A要求 18KB；作業(yè) B要求 25KB；作業(yè) C要求 30KB。用首次適應算法、最佳適應算法來處理該作業(yè)序列，看哪種算法合適。 os 在使用 在使用 在使用 30KB 5KB 46KB 0KB 20KB 100KB 20KB 160KB 210KB 256KB1 (1) 首次適應算法中的自由主存隊列 (a) 首次適應算法中的自由主存隊列 20KB 0 30KB 100KB 0 20KB 160KB 0 5KB 210KB 0 46KB ? os 在使用 在使用 在使用 30KB 5KB 46KB 0KB 20KB 100KB 20KB 160KB 210KB 256KB1 (2) 最佳適應算法中的自由主存隊列 (b) 最佳 適應算法中的自由主存隊列 160KB 0 5KB 100KB 0 20KB 20KB 0 30KB 210KB 0 46KB ? os 在使用 在使用 在使用 30KB 5KB 46KB 0KB 20KB 100KB 20KB 160KB 210KB 256KB1 (a) 首次適應算法中的自由主存隊列 20KB 0 30KB 100KB 0 20KB 160KB 0 5KB 210KB 0 46KB ? (b) 最佳適應算法中的自由主存隊列 160KB 0 5KB 100KB 0 20KB 20KB 0 30KB 210KB 0 46KB ? 作業(yè) A要求 18KB 作業(yè) B要求 25KB 作業(yè) C要求 30KB 分頁存儲管理方式 頁式系統(tǒng)應解決的問題 分區(qū)存儲管理的主要問題是碎片問題。 在采用分區(qū)存儲管理的系統(tǒng)中，會形成一些非常小的分區(qū)，最終這些非常小的分區(qū)不能被系統(tǒng)中的任何用戶（程序）利用而浪費。 造成這樣問題的主要原因是用戶程序裝入內存時是整體裝入的，為解決這個問題，提出了分頁存儲管理技術。 頁式存儲管理要解決如下問題 頁式存儲管理系統(tǒng)的地址映射； 調入策略； 淘汰策略； 放置策略 一、 頁式系統(tǒng)的基本概念 （ 1） 頁面 程序的地址空間被等分成大小相等的片，稱為頁面，又稱為虛頁。 （ 2） 主存塊 主存被等分成大小相等的片，稱為主存塊，又稱為實頁。 （ 3） 頁表 為了實現(xiàn)從地址空間到物理主存的映象，系統(tǒng)建立的記錄頁與內存塊之間對應關系的地址變換的機構稱為頁面映像表，簡稱頁表。 0 1KB 0 1KB 2KB 3KB?1 主存 作業(yè) 2地址空間 2KB 3KB 4KB 5KB 6KB 7KB 8KB 9KB 10KB?1 0 1KB 2KB?1 作業(yè) 1地址空間 0 1KB?1 作業(yè) 3地址空間 0 5 1 6 頁號 塊號 0 2 1 4 0 8 2 7 作業(yè) 1頁表 作業(yè) 2頁表 作業(yè) 3頁表 os os 分頁映像存儲的例 （ 4） 虛地址結構 (程序字 ) 虛地址是用戶程序中的邏輯地址 ， 它包括頁號和頁內地址 （ 頁內位移 ） 。 區(qū)分頁號和頁內地址的依椐是頁的大小 ， 頁內地址占虛地址的低位部分 ， 頁號占虛地址的高位部分 。 假定頁面大小 1024字節(jié) ， 虛地址共占用 2個字節(jié)(16位 ) 頁號 頁內地址 （ 位移量 ） P W 15 10 9 0 （ 5） 頁式地址變換 ? 頁式地址變換舉例 作業(yè) 2地址空間中，設 100號單元處有如下指令： mov r1,[2500]。當這條指令執(zhí)行時，如何進行正確的地址變換。 mov r1 , [2500] 123 0 1KB 1KB 3KB?1 作業(yè) 2地址空間 2500 → 2*1024 + 452 p=2 w=452 0000100111000100 000010 0111000100 ? 頁式地址變換過程 000111 0111000100 15 10 9 0 頁號 P 頁內位移 W 頁表始址寄存器 mov r1 , [2500] 123 0 1KB 2KB 3KB?1 作業(yè) 2地址空間 + 0 2 1 4 2 7 頁表 000010 0111000100 15 10 9 0 頁號 P 頁內位移 W 2500 0 1KB 主存 2KB 3KB 4KB 5KB 6KB 7KB 8KB 9KB 10KB?1 os os mov r1 , [2500] 123 第 1頁 7*1024+452 =7620 ? 頁式地址變換的步驟 ? CPU給出操作數(shù)地址 (為 2500) ； ? 由分頁機構自動地把邏輯地址分為兩部分，得到頁號 p和頁內相對位移 w (p =2， w =452)； ? 根據(jù)頁表始址寄存器指示的頁表始地址，以頁號為索引，找到第 2頁所對應的塊號 (為 7) ； ? 最后，將塊號 b和頁內位移量 w拼接在一起，就形成了訪問主存的物理地址 (7*1024+452=7620)。 二、靜態(tài)分頁管理 分配與回收 ? 在靜態(tài)分頁管理時，作業(yè)的一頁可分配到存儲空間的任何一個可用的物理塊中 作業(yè)完成后，系統(tǒng)回收分配給該作業(yè)的內存塊 ? 作業(yè)完成后，系統(tǒng)回收分配給該作業(yè)的內存塊 優(yōu)缺點 （ 1） 管理 簡單 （ 2） 每訪問一次內存數(shù)據(jù)需要經過 二次尋址 。 （ 3） 解決了 碎片問題 。 無 須內存碎片整理 。 （ 4） 無 法實現(xiàn) 共享 。 （ 5） 作業(yè)大小受內存可用頁面數(shù)的 限制 。 —— 如果想在內存中運行較大的作業(yè) ， 則必須 利用內存以外的存儲空間 。 例：有一系統(tǒng)采用頁式存儲管理 ， 有一作業(yè)大小是 8KB， 頁大小為 2KB， 依次裝入內存的第 5塊 ， 試將虛地址 7145， 3412轉換成內存地址 。 ? 虛地址 3412 ? P＝ 3412 ％ 2048 ＝ 1 ? W＝ 3412 mod 2048 ? ＝ 1364 ? MR=9*2048+1364=19796 ? 虛地址 3412的內存地址 ? 是： 19796 三、 請求分頁管理 內存 0 1 2 3 4 5 6 7 ： 作業(yè)空間 0 1 2 3 頁表寄存器 頁表 0 0 1 1 2 1 3 1 缺頁狀態(tài) 外存地址 內存塊號 外存 與靜態(tài)分頁管理 不同 ： —— 按需分配。將 需要 運行的頁面 存放于內存 ，暫時 不需要 運行的頁面存放于輔存，當需要運行 存放于輔存 上的頁面時，再將對應的頁面調入內存。 注意頁表變化 淘汰算法 —— 動態(tài)分配 啟動待執(zhí)行指令 地址映射 缺頁狀態(tài) =0 ？ 是 否 頁面裝入 淘汰一個頁面 獲取相對地址 P 、 d 執(zhí)行指令 指令地址 +1 有空閑塊 ？ 否 該頁修改過 ？ 是 寫回外存 否 頁面裝入 缺頁中斷處理 分配與淘汰算法 —— 淘汰算法 衡量淘汰算法依據(jù)： 所有頁面訪問次數(shù)淘汰頁面數(shù)淘汰率 ?所有頁面訪問次數(shù)缺頁次數(shù)缺頁率 ?—— 好的淘汰算法應該有 較低的缺頁率和淘汰率。 0 2 4 3 1 0 5 2 7 8