【正文】 作業(yè)的地址空間大于主存空用空間？ ? 單一連續(xù)分區(qū)分配 161。170。161。170。單道單用戶 ? 分區(qū)分配 161。170。161。170。多用戶多道程序 ? 多個(gè)作業(yè)共享主存空間 ? 分區(qū)分 配 ? 固定式分區(qū) ? 可變式分區(qū) ? 可重定位分區(qū)分配 ? 多重分區(qū)分配 固定式分區(qū) 161。170。161。170。P97 ? 處理作業(yè)之前把主存劃分成若干個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)大小可以相同，也可以不同。除了操作系統(tǒng)占用區(qū)外，其余的各個(gè)分區(qū)存放各用戶程序。 ? 管理方式 ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：分區(qū)說明表（分區(qū)表） 固定式分區(qū) 161。170。161。170。P97 ? 硬件支持： ? 界限寄存器 ? 保護(hù)鎖 優(yōu)點(diǎn)：簡單。 缺點(diǎn)： 作業(yè)大小受到最大分區(qū)大小的限制 主存利用不充分。存在 內(nèi)零頭。 前情回顧 ? 一組概念：邏輯地址、物理地址 ? 重定位技術(shù)：邏輯地址 ?物理地址 ? 實(shí)存管理技術(shù) ? 單一連續(xù)分區(qū)分配 方式 ? 分區(qū)式分配 ? 固定式分區(qū)：原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（分區(qū)說明表） ? 可變式分區(qū)：原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（已分配區(qū)狀態(tài)表、空閑區(qū)表） 可變式分區(qū) 161。170。161。170。P98 ? 根據(jù)作業(yè)的大小動(dòng)態(tài)地劃分分區(qū)，使分區(qū)的大小正好等于作業(yè)大小。 ? 各分區(qū)的大小不定； ? 內(nèi)存中分區(qū)的數(shù)目不定。 ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 已分配區(qū)狀態(tài)表 ? 空閑區(qū)狀態(tài)表 分配步驟 ? 首先根據(jù)進(jìn)程大小從空閑區(qū)表中找一個(gè)足以容納該作業(yè)的空閑區(qū)。若這個(gè)分區(qū)比較大，則一分為二。一部分分配給作業(yè)，另一部分仍作為空閑區(qū)留在表中。 ? 再在已分配區(qū)表中找一個(gè)空表目，填入新分配作業(yè)的信息。 ? 當(dāng)作業(yè)運(yùn)行完成撤離系統(tǒng) 時(shí)： ? 回收作業(yè)占用區(qū)（如何進(jìn)行？）。 ? 將該作業(yè)占用的已分配區(qū)表目置為空。 可變式分區(qū) 161。170。161。170。P98 優(yōu)點(diǎn)：比較直觀、簡單。與固定分區(qū)相比，解決了內(nèi)零頭問題，存儲(chǔ)器的利用率較高。 缺點(diǎn)：由于主存分區(qū)個(gè)數(shù)不定，表格長度不好控制；存在外零頭（現(xiàn)在有一個(gè) 19K作業(yè)無法運(yùn)行。但可采用拼接技術(shù)解決）。 可變式分區(qū) 161。170。161。170。P98 ? 如何分配合適的空閑區(qū)？ ? 已分配區(qū)表和空閑區(qū)表如何組織？ ? 回收？ 分配算法 ? 首次適應(yīng)算法（最先適應(yīng)算法） ? 每次分配分區(qū)時(shí)，順序查找空閑區(qū)表，把最先能夠滿足要求的空閑區(qū)進(jìn)行分割，一部分分為配 給作業(yè)，另一部分仍為空閑區(qū)。 ? 實(shí)現(xiàn)簡單、不連續(xù)的空閑區(qū) 161。177。 碎片 161。176。 ? 改進(jìn) 161。170。161。170。按照地址順序從小到大對空閑區(qū)進(jìn)行排列 ? 最佳適應(yīng)算法 ? 將空閑區(qū)按從小到大的順序在空閑區(qū)表中排列，每次分配分區(qū)時(shí)，順序查找空閑區(qū)表，把最先能夠滿足要求的空閑區(qū)進(jìn)行分割，一部分分為配給作業(yè)，另一部分仍為空閑區(qū)。 ? 161。177。 碎片 161。176。、效率低 ? 161。177。 最佳適應(yīng)算法實(shí)際上并不佳 161。176。 ? 最壞適應(yīng)算法 ? 空閑區(qū)按從大到小的順序排列 ? 效率 161。170。161。170。提高查找效率 ? 161。177。 碎片 161。176。161。170。161。170。使剩下的空閑區(qū)仍能分配給其它進(jìn)程。 ? 當(dāng)有大作業(yè)時(shí)，其存儲(chǔ)空間的申請往往得 不到滿足。 ? 回收分區(qū) ? 回收分區(qū) R沒有鄰接空閑區(qū)，將其插入空閑區(qū)表或鏈的適當(dāng)位置即可。 ? 回收分區(qū) R鄰接空閑區(qū) ? 回收分區(qū) R與上面的空閑區(qū)鄰接 ? 回收分區(qū) R與上面的空閑區(qū)鄰接 ? 回收分區(qū) R與上、下的空閑區(qū)鄰接 ?硬件支持 ?基址寄存器 ?限長寄存器 可重定位分區(qū)分配 161。170。161。170。P102 ? 19K的作業(yè)？ ? 移動(dòng)所有已分配區(qū)的內(nèi)容，使原來不連續(xù)的若干小的空閑區(qū)合并成一個(gè)較大的空閑區(qū)。這一過程為 161。177。 緊縮 161。176。（ 161。177。 緊湊 161。176。） ? 動(dòng)態(tài)重定位技術(shù)（重定位寄存器 ? 解決了 161。176。外零頭 161。177。 問題 多重分區(qū)分配 161。170。161。170。P104 ? 目的：解決碎片問題和信息的共享問題。 ? 既想用零頭，又不想費(fèi)時(shí)間 ? 多重分區(qū)：是指一個(gè)作業(yè)的地址空間可以劃分成幾部分，每部分占用一個(gè)連續(xù)的分區(qū)。系統(tǒng)為每一分區(qū)設(shè)置一對基址、限長寄存器。 多重分區(qū)分配 161。170。161。170。P104 ? [例 ] 多作業(yè)進(jìn)行編譯時(shí)，一個(gè)作業(yè)由兩個(gè)分區(qū)構(gòu)成，作業(yè)的源代碼占一個(gè)分區(qū)，公共的編譯程序占有一個(gè)分區(qū)。這樣，多作業(yè)就可實(shí)現(xiàn)對編譯程序的共享問題。 ? 多重分區(qū)的多重程度不宜過多，一般為 3~4個(gè)。否則，會(huì)增加系統(tǒng)更多的開銷。 ? P106 ? 分區(qū)分配的優(yōu)點(diǎn)： 4 ? 分區(qū)分配的缺點(diǎn)： 5 ? 作業(yè)比較大，提高內(nèi)存使用效率 ? 覆蓋和交換技術(shù) 覆蓋 161。170。161。170。P107 ? 覆蓋：是指一個(gè)或幾個(gè)作業(yè)中的若干程序段或數(shù)據(jù)段共享主存的某個(gè)區(qū)域。 ? 覆蓋技術(shù)：解決在小的存儲(chǔ)空間運(yùn)行大作業(yè)的問題。 例：通常一個(gè)作業(yè)由若干個(gè)功能上相互獨(dú)立的程序段組成，作業(yè)在一次運(yùn)行時(shí)，只用到其中的幾段，這樣，可以讓那些不會(huì)同時(shí)執(zhí)行的程序段共用同一個(gè)主存區(qū)。 ? 覆蓋段和覆蓋區(qū)： 把作業(yè)中不要求同時(shí)裝入主存的程序段組成一組， 叫覆蓋段 ；為一個(gè)覆蓋段分配的同一個(gè)主存區(qū)，叫覆蓋區(qū)。 顯然，覆蓋段與覆蓋區(qū)一一對 應(yīng)。 覆蓋 161。170。161。170。P107 ? 通常復(fù)蓋技術(shù)主要用于系統(tǒng)程序的主存管理上。 ? [例 ]磁盤操作系統(tǒng)分為兩部分，一部分是操作系統(tǒng)中經(jīng)常用到的基本部分，常駐主存且占有固定區(qū)域。另一部分是不經(jīng)常用的部分，放在磁盤上，當(dāng)調(diào)用時(shí)才被裝入主存復(fù)蓋區(qū)中運(yùn)行。 ? 特點(diǎn)：打破了必須將一個(gè)作業(yè)的全部信息裝入主存后才能運(yùn)行的限制。 交換 161。170。161。170。109 ? 交換技術(shù) ? 提高內(nèi)存的使用效率 ? 覆蓋可以在作業(yè)內(nèi)部進(jìn)行 ? 交換必須是進(jìn)程或者作業(yè)之間進(jìn)行 分頁存儲(chǔ)管理 161。170。161。170。P109 ? 連續(xù)存儲(chǔ) 161。170。161。170。零頭 ? 可重定位分區(qū)分配 161。170。161。170。解決了零 頭 ? 非連續(xù)存儲(chǔ) ? 分頁存儲(chǔ)管理：一種特殊的固定分區(qū)方法 分頁存儲(chǔ)管理 161。170。161。170。P109 ? 實(shí)現(xiàn)原理 ? 把每個(gè)作業(yè)的地址空間分成若干個(gè)長度相等的頁 (page)，把內(nèi)存空間劃分為與頁的大小相等的塊（ block），通過硬件映射手段使任何一頁對應(yīng)任何一塊。地址空間中的頁面保持在邏輯上的連續(xù)性，把它們放到主存空間中的諸塊中時(shí)可以不連續(xù)。 分頁存儲(chǔ)管理 161。170。161。170。P110 ? 頁式管理把頁式地址空間與塊式地址空間建立一一對應(yīng)關(guān)系 ? 頁表 ? 頁表是動(dòng)態(tài)重定位技術(shù)的延伸，每個(gè)頁面都可以分別重定位 如何進(jìn)行地址轉(zhuǎn) 換？ 如何進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換？ ? 依據(jù)：頁表 ? 1. 頁號(hào)和塊號(hào)都是從零開始編號(hào) ? 2. 作業(yè)中該部分所在頁面的頁號(hào) ? 3. 找出頁內(nèi)位移（頁內(nèi)地址） ? 4. 找出頁號(hào)對應(yīng)的塊號(hào) ? 5. 計(jì)算出塊號(hào)的起始地址 ? 5. 對應(yīng)的物理地址 =塊的起始地址 +頁內(nèi)位移 分頁存儲(chǔ)管理 161。170。161。170。114 ? 優(yōu)點(diǎn)： ? 分頁存儲(chǔ)管理解決了存儲(chǔ)器的零頭問題，可以同時(shí)為更多的作業(yè)提供主存空間，更有利于進(jìn)行多道程序設(shè)計(jì)，提高了主存的利用率以及處理機(jī)的效率。 分頁存儲(chǔ)管理 161。170。161。170。114 ? 缺點(diǎn)： ? （ 1）動(dòng)態(tài)地址變換機(jī)構(gòu)增加了開銷 ? （ 2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對存儲(chǔ)空間的占用，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的管理 ? （ 3）出現(xiàn)了塊內(nèi)零頭，也叫做頁面間隙。 ? （ 4）要求運(yùn)行的作業(yè)的信息全部裝入主存，如果可用空間存儲(chǔ)塊不能滿足該作業(yè)的要求，則該作業(yè)不能運(yùn)行。實(shí)際上，每次運(yùn)行只是作業(yè)的一部分信息，有些信息從不使用也白白占用存儲(chǔ)空間。 ? （ 5）作業(yè)的地址空間受主存容量的限制 虛存管理技術(shù) 161。170。161。170。114 ?虛擬存儲(chǔ)器 ?請求頁式存儲(chǔ)管理 ?分段式存儲(chǔ)管理 ?段頁式存儲(chǔ)管理 請求頁式存儲(chǔ)管理 161。170。161。170。P114 ? 作業(yè)地址空間受主存容量限制 ? 每次運(yùn)行只是作業(yè)的一部分信息 ? 考慮：將作 業(yè)的一部分信息先裝入內(nèi)存 ? （ 1）當(dāng)作業(yè)的地址空間沒有全部裝入主存中時(shí)，如果作業(yè)要訪問的地址空間的某個(gè)區(qū)域不在主存中時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)該如何處理？ ? （ 2）如何決定哪些頁面應(yīng)該在主存中，哪些頁面放在外存上？ ? 不在內(nèi)存時(shí) 161。170。161。170。產(chǎn)生缺頁中斷，請求裝入 ? 從外存中調(diào)入，替換內(nèi)存中的一頁，如何替換？ ? 淘汰策略 161。170。161。170。頁面置換算法 ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： ? 頁面是否在內(nèi)存 161。170。161。170。中斷位、輔存地址 ? 內(nèi)容是否發(fā)生改變 161。170。161。170。改變位、輔存地址 ? 淘汰那個(gè)頁面 161。170。161。170。引用位 請求頁式存儲(chǔ)管理 161。170。161。170。P116 ? 請求頁式存儲(chǔ)管理不必將地址空 間限定在主存物理空間的范圍內(nèi) ? 增加管理的復(fù)雜性 ? 頁面置換，如果算法不當(dāng)，會(huì)使得一個(gè)頁面在主存與外存之間頻繁調(diào)換，稱為 161。176。抖動(dòng) 161。177。 （ trashing）現(xiàn)象 ? 影響內(nèi)存利用率和系統(tǒng)的效率 ? 選擇合適的頁面置換算法 請求頁式存儲(chǔ)管理 161。170。161。170。P116 ?軟件算法 ? 缺頁中斷 ? 頁面置換算法 ? 隨機(jī)淘汰算法 ? 先進(jìn)先出淘汰算法（ FIFO） ? 理論依據(jù)：可能最早調(diào)進(jìn)內(nèi)存的頁面，其不再使用的可能性比最近調(diào)入內(nèi)存的頁面大。 ? 衡量：產(chǎn)生缺頁中斷的頻率 161。170。161。170。缺頁率 ? 最近最久未用頁面淘汰算法 ? 原理：選擇長時(shí)間未被訪問的頁面進(jìn)行 淘汰 ? 引用位 ? 最不經(jīng)常使用頁面淘汰算法：計(jì)數(shù)器 ? 最近沒有使用頁面淘汰算法：標(biāo)記，定期清零 缺頁中斷次數(shù)、缺頁率 LRU性能分析 請求頁式存儲(chǔ)管理 161。170。161。170。P120 ? 優(yōu)點(diǎn)： ? 由于它不要求作業(yè)或進(jìn)程的程序段和數(shù)據(jù)在內(nèi)存中連續(xù)存放，從而有效地解決了零頭問題。 ? 請求頁式存儲(chǔ)管理提供了內(nèi)存和外存統(tǒng)一管理的虛存管理方式，使用戶可以利用的存儲(chǔ)空間大大增加。這既提高了主存的利用率，又有利于組織多道程序執(zhí)行。 請求頁式存儲(chǔ)管理 161。170。161。170。P120 ? 其主要缺點(diǎn)是： ? (1) 硬件支持。例如地址變換機(jī)構(gòu)，缺頁中 斷的產(chǎn)生和選擇淘汰頁面等都要求有相應(yīng)的硬件支持。這增加了系統(tǒng)的開銷。 ? (2) 可能產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象。 ? (3) 理論上這種管理算法消除了存儲(chǔ)器的碎片，但每個(gè)作業(yè)或進(jìn)程的最后一頁總有一部分空間得不到充分利用。如果頁面較多，則這一部分的浪費(fèi)仍然是很嚴(yán)重的。 前情回顧 ? 存儲(chǔ)分配：直接分配、靜態(tài)分配、動(dòng)態(tài)分配 ? 邏輯地址、物理地址 ? 重定位：地址映射 ? 靜態(tài)重定位 ? 動(dòng)態(tài)重定位 ? 實(shí)存管理技術(shù) ? 單一連續(xù)分區(qū)分配 161。170。161。170。單道單處理機(jī) ? 分區(qū)式分配 ? 固定式分區(qū) 161。170。161。170。內(nèi)零頭 ? 可變式分區(qū) 161。170。161。170。外零頭 ? 首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法、最壞適應(yīng) 算法 前情回顧 ? 分頁存儲(chǔ)管理 ? 原理 ? 地址映射 ? P132 ? 2.（ 1） 如何進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換？ 如何進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換？ ? 依據(jù)：頁表 ? 1. 頁號(hào)和塊號(hào)都是從零開始編號(hào) ? 2. 作業(yè)中該部分所在頁面的頁號(hào) ? 3. 找出頁內(nèi)位移（頁內(nèi)地址） ? 4. 找出頁號(hào)對應(yīng)的塊號(hào) ? 5. 計(jì)算出塊號(hào)的起始地址 ? 5. 對應(yīng)的物理地址 =塊的起始地址 +頁內(nèi)位移 前情回顧 ? 分頁存儲(chǔ)管理 ? 原理 ? 地址映射 ? 虛擬存儲(chǔ)管理技術(shù) ? 請求頁式存儲(chǔ)管理 ? 擴(kuò)充后的頁表：中斷位、改變位、引用位、輔存地址 ? 抖動(dòng)現(xiàn)象 ? 頁面置換算法：缺頁率 161。170。161。170。P121 161。170。161。170。P121 ? 分段是用戶使用上的需要，指一個(gè)用戶作業(yè)的信息可分成若干段，一個(gè)段可定義為一組邏輯信息，如子程序、數(shù)組或數(shù)據(jù)區(qū)等。 ? 分段管理就是管理這些分段所組成的作業(yè)。 ? 特點(diǎn)：按作業(yè)的自然段將其邏輯空間分成若干段，作業(yè)以段為單位分配內(nèi)存。 161。170。161。170。P121 ? 實(shí)現(xiàn)原理 ? 1. 程序中的邏輯段必須在內(nèi)存中占有連續(xù)的存儲(chǔ)空間 ? 2. 各個(gè)段之間可以占用不連續(xù)的存儲(chǔ)空間 ? 3. 一個(gè)程序的所有段不必全部裝入內(nèi)存就可以運(yùn)行 ? 4. 地址變換用到段表 ? 段表 ? 段式地 址 段式管理的優(yōu)缺點(diǎn) 161。170。161。170。P126 ? 優(yōu)點(diǎn)： ? 便于