【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí) ， 以塊為單位將進(jìn)程中的若干個(gè)頁(yè)分別裝入到多個(gè)可以不相鄰接的物理塊中 。 由于進(jìn)程的最后一頁(yè)經(jīng)常裝不滿一塊而形成了不可利用的碎片 ， 稱之為“ 頁(yè)內(nèi)碎片 ” 。 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 2) 在分頁(yè)系統(tǒng)中的頁(yè)面其大小應(yīng)適中 。 頁(yè)面若太小 ， 一方面雖然可使內(nèi)存碎片減小 ， 從而減少了內(nèi)存碎片的總空間 ， 有利于提高內(nèi)存利用率 ， 但另一方面也會(huì)使每個(gè)進(jìn)程占用較多的頁(yè)面 ， 從而導(dǎo)致進(jìn)程的頁(yè)表過(guò)長(zhǎng) ， 占用大量?jī)?nèi)存； 此外 ， 還會(huì)降低頁(yè)面換進(jìn)換出的效率 （ 主要是增加換頁(yè)的頻率 ） 。 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 然而 ， 如果選擇的頁(yè)面較大 ， 雖然可以減少頁(yè)表的長(zhǎng)度 ， 提高頁(yè)面換進(jìn)換出的速度 ，但卻又會(huì)使頁(yè)內(nèi)碎片增大 。 因此 ， 頁(yè)面的大小應(yīng)選擇得適中 ， 且頁(yè)面大小應(yīng)是 2的冪 ， 通常為 512 B~8 KB。 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 ? 例：設(shè)頁(yè)表項(xiàng)長(zhǎng)度為 k字節(jié)，頁(yè)面大小為 m字節(jié)，一個(gè)作業(yè)的大小為 N字節(jié)，試描述頁(yè)面大小變化與作業(yè)所占存儲(chǔ)空間變化的關(guān)系。 ? 分析：作業(yè)的頁(yè)數(shù)： N/m；頁(yè)表項(xiàng)存儲(chǔ)長(zhǎng)度：k*N/m?？偞鎯?chǔ)空間： N＋ k*N/m。假定 m減少x%。總存儲(chǔ)空間變?yōu)椋? N＋ k＊ N ＊ /（ m＊ (1 x%)） 。因此（ N＋ k＊ N /（ m ＊ (1 x%) ））／ （ N＋ k*N/m）－ 1＝kN*x%/(mN+kN) 2. 地址結(jié)構(gòu) 分頁(yè)地址中的地址結(jié)構(gòu)如下： 頁(yè)號(hào) P 位移量 W 31 12 11 0 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 0 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 對(duì)某特定機(jī)器 ， 其地址結(jié)構(gòu)是一定的 。 若給定一個(gè)邏輯地址空間中的地址為 A， 頁(yè)面的大小為 L， 則頁(yè)號(hào)P和頁(yè)內(nèi)地址 d可按下式求得： M OD LAdLAIN TP][????????3. 頁(yè)表 用戶程序0 頁(yè)1 頁(yè)2 頁(yè)3 頁(yè)4 頁(yè)5 頁(yè)…n 頁(yè)頁(yè)表頁(yè)號(hào) 塊號(hào)0 21 32 63 84 95… …內(nèi)存012345678910 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 ? 頁(yè)表是頁(yè)式存儲(chǔ)管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ， 它包括用戶程序空間的頁(yè)面與內(nèi)存塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系 、 頁(yè)面的存儲(chǔ)保護(hù)和存取控制方面的信息 。 ? 頁(yè)號(hào) 內(nèi)存塊號(hào) 存取控制 狀態(tài) 其它 ? 在實(shí)際的系統(tǒng)中 ， 為了節(jié)省存儲(chǔ)空間 ， 在頁(yè)表中可以省去頁(yè)號(hào)這個(gè)表目 。 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 地址變換機(jī)構(gòu) 1. 基本的地址變換機(jī)構(gòu) 頁(yè)表寄存器頁(yè)表始址 頁(yè)表長(zhǎng)度 ＞ 頁(yè)號(hào) ( 3 ) 頁(yè) 內(nèi)地址＋邏輯地址L越界中斷1塊號(hào)b頁(yè)表頁(yè)號(hào)012物理地址3 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 ? 例 1：有一系統(tǒng)采用頁(yè)式存儲(chǔ)管理 ， 有一作業(yè)大小是 8KB， 頁(yè)大小為 2KB， 依次裝入內(nèi)存的第 A、 5塊 ， 試將虛地址 0AFEH，1ADDH轉(zhuǎn)換成內(nèi)存地址 。 (D=1101) ? 虛地址 0AFEH ? 0000 1010 1111 1110 ? P＝ 1 W＝ 010 1111 1110 ? MR＝ 0100 1010 1111 1110 ? ＝ 4AFEH 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 ? 虛地址 1ADDH ? 0001 1010 1101 1101 ? P＝ 3 ? W＝ 010 1101 1101 ? MR＝ 0010 1010 1101 1101＝2ADDH 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 ? 例 2：有一系統(tǒng)采用頁(yè)式存儲(chǔ)管理，有一作業(yè)大小是 8KB，頁(yè)大小為 2KB，依次裝入內(nèi)存的第 5塊，試將虛地址 7145， 3412轉(zhuǎn)換成內(nèi)存地址 (十進(jìn)制 )。 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 ? 虛地址 3412 ? P＝ 3412 ％ 2048 ＝ 1 ? W＝ 3412 mod 2048 ? ＝ 1364 ? MR=9*2048+1364=19796 ? 虛地址 3412的內(nèi)存地址 ? 是： 19796 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 ? 虛地址 7145 ? P＝ 7145 ％ 2048 ＝ 3 ? W＝ 7145 mod 2048 ? ＝ 1001 ? MR=5*2048+1001=11241 ? 虛地址 7145的內(nèi)存地址是：11241 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 ? 在頁(yè)式存儲(chǔ)技術(shù)中 ， 我們可看到每訪問(wèn)一次內(nèi)存 ， 就要做兩次訪問(wèn)內(nèi)存的工作 ， 即 ， 查頁(yè)表時(shí)要作一次訪問(wèn)內(nèi)存的工作 ， 然后是訪問(wèn)程序要求訪問(wèn)的內(nèi)存 ， 這樣 ， 存取速度降低一倍 ， 將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的使用效率 。 在早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有的采用聯(lián)想存儲(chǔ)器的技術(shù)來(lái)加快查表的速度 ， 有的采用寄存器做頁(yè)表 。 頁(yè)表寄存器頁(yè)表始址 頁(yè)表長(zhǎng)度 ＞ 頁(yè)號(hào) 頁(yè) 內(nèi)地址＋邏輯地址L越界中斷塊號(hào)b頁(yè)表頁(yè)號(hào) 頁(yè)號(hào)輸入寄存器塊號(hào)bb快表d物理地址 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 2. 兩級(jí)和多級(jí)頁(yè)表 現(xiàn)代的大多數(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ， 都支持非常大的邏輯地址空間 (232~264)。 在這樣的環(huán)境下 ， 頁(yè)表就變得非常大 ，要占用相當(dāng)大的內(nèi)存空間 。 例如 ， 對(duì)于一個(gè)具有 32位邏輯地址空間的分頁(yè)系統(tǒng) ， 規(guī)定頁(yè)面大小為 4 KB即 212 B，則在每個(gè)進(jìn)程頁(yè)表中的頁(yè)表項(xiàng)可達(dá) 1兆個(gè)之多 。 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 假定 每個(gè)頁(yè)表項(xiàng)占用 1個(gè)字節(jié) ， 故每個(gè)進(jìn)程僅僅其頁(yè)表就要占用 1 MB的內(nèi)存空間 ， 而且還要求是連續(xù)的 。 顯然不符合頁(yè)式存儲(chǔ)管理的要求；因此可以采用這樣兩個(gè)方法來(lái)解決這一問(wèn)題： ① 采用離散分配方式來(lái)解決難以找到一塊連續(xù)的大內(nèi)存空間的問(wèn)題： ② 只將當(dāng)前需要的部分頁(yè)表項(xiàng)調(diào)入內(nèi)存 ， 其余的頁(yè)表項(xiàng)仍駐留在磁盤上 ， 需要時(shí)再調(diào)入 。 1. 兩級(jí)頁(yè)表 (TwoLevel Page Table) 邏輯地址結(jié)構(gòu)可描述如下： 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 101110780121742n第 0 頁(yè)頁(yè)表146…012…1023第 1 頁(yè)頁(yè)表11411501…1023外部頁(yè)表01234567……1141151468第 n 頁(yè)頁(yè)表1468012…1023內(nèi)存空間 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 具有兩級(jí)頁(yè)表的地址變換機(jī)構(gòu) 外部頁(yè)號(hào)P1P2外部頁(yè)內(nèi)地址 頁(yè)內(nèi)地址d邏輯地址＋外部頁(yè)表寄存器外部頁(yè)表＋ db頁(yè)表物理地址? ? 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 2. 多級(jí)頁(yè)表 對(duì)于 32位的機(jī)器 ， 采用兩級(jí)頁(yè)表結(jié)構(gòu)是合適的；但對(duì)于64位的機(jī)器 ， 如果頁(yè)面大小仍采用 4 KB即 212 B， 那么還剩下 52位 ， 假定仍按物理塊的大小 (212位 )來(lái)劃分頁(yè)表 ， 則將余下的 42位用于外層頁(yè)號(hào) 。 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 此時(shí)在外層頁(yè)表中可能有 4096 G個(gè)頁(yè)表項(xiàng) ， 要占用 16384 GB的連續(xù)內(nèi)存空間 。 必須采用多級(jí)頁(yè)表 ， 將外層頁(yè)表再進(jìn)行分頁(yè) ， 也是將各分頁(yè)離散地裝入到不相鄰接的物理塊中 ，再利用第 2級(jí)的外層頁(yè)表來(lái)映射它們之間的關(guān)系 。 基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 對(duì)于 64位的計(jì)算機(jī) ， 如果要求它能支持 2６４(=1844744 TB)規(guī)模的物理存儲(chǔ)空間 ， 則即使是采用三級(jí)頁(yè)表結(jié)構(gòu)也是難以辦到的；而在當(dāng)前的實(shí)際應(yīng)用中也無(wú)此必要 。 基本分段存儲(chǔ)管理方式 分段存儲(chǔ)管理方式的引入 引入分段存儲(chǔ)管理方式 ， 主要是為了滿足用戶和程序員 1) 2) 信息共享 3) 信息保護(hù) 4) 5) 動(dòng)態(tài)鏈接 分段系統(tǒng)的基本原理 1. 分段 分段地址中的地址具有如下結(jié)構(gòu)