【正文】 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。n 示意圖示意圖齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬30可變分區(qū)內(nèi)存使用示意圖可變分區(qū)內(nèi)存使用示意圖齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬31 動(dòng)態(tài)分區(qū)分配動(dòng)態(tài)分區(qū)分配n 三個(gè)問(wèn)題三個(gè)問(wèn)題– 分區(qū)分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分區(qū)分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)– 分區(qū)分配算法分區(qū)分配算法– 分區(qū)分配操作分區(qū)分配操作齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬32n 記錄內(nèi)存的使用情況，為分配提供依據(jù)。又稱為可變分區(qū)分配。在某些用于控制相同對(duì)象的場(chǎng)合仍有一定應(yīng)用。夠的分區(qū)，則拒絕為之分配內(nèi)存。狀態(tài)。分區(qū)表中記錄各分區(qū)的起始地址、大小和。區(qū)。缺乏靈活性。用一臺(tái)計(jì)算機(jī)去控制多個(gè)相同對(duì)象的場(chǎng)合。適用于利使所有的內(nèi)存分區(qū)大小相等。找出另一個(gè)作業(yè)調(diào)入該分區(qū)。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 。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬22 程序的裝入和鏈接程序的裝入和鏈接 小結(jié)小結(jié)n 程序的裝入程序的裝入– 絕對(duì)裝入方式絕對(duì)裝入方式– 可重定位裝入方式可重定位裝入方式– 動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式n 程序的鏈接程序的鏈接– 靜態(tài)鏈接方式靜態(tài)鏈接方式– 裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接– 運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬23 連續(xù)分配方式連續(xù)分配方式連續(xù)分配方式，指為一個(gè)用戶程序分配一連續(xù)分配方式，指為一個(gè)用戶程序分配一個(gè)連續(xù)的內(nèi)存空間?？杉涌煅b入過(guò)程，而且節(jié)省內(nèi)存空間。n 優(yōu)點(diǎn)：本次執(zhí)行優(yōu)點(diǎn)：本次執(zhí)行 不需要的模塊不鏈接不需要的模塊不鏈接 。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。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬21Runtime Dynamic Linkingn 把對(duì)某些模塊的鏈接推遲到執(zhí)行時(shí)進(jìn)行。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。 可將一個(gè)目標(biāo)模塊鏈接到幾個(gè)應(yīng)用模塊，實(shí)可將一個(gè)目標(biāo)模塊鏈接到幾個(gè)應(yīng)用模塊，實(shí)現(xiàn)多個(gè)應(yīng)用程序?qū)υ撃K的共享現(xiàn)多個(gè)應(yīng)用程序?qū)υ撃K的共享 。靜態(tài)鏈接要修改或更新時(shí)，需重新打開(kāi)裝入模態(tài)鏈接要修改或更新時(shí)，需重新打開(kāi)裝入模塊，低效。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬20Loadtime Dynamic Linkingn 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) : VS 靜態(tài)鏈接靜態(tài)鏈接 各目標(biāo)模塊分開(kāi)存放，便于修改或更新各目標(biāo)模塊分開(kāi)存放，便于修改或更新 。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。n 鏈接成一個(gè)裝入模塊后，鏈接成一個(gè)裝入模塊后， BC的首地址分別變成了的首地址分別變成了 L和和 L+M，這就需要修改，這就需要修改 BC中的中的 相對(duì)地址相對(duì)地址 ，將其全，將其全部加上部加上 L或或 L+M；對(duì)于；對(duì)于 ABC各模塊中所使用的各模塊中所使用的 外部外部調(diào)用符號(hào)調(diào)用符號(hào) ，也都需進(jìn)行變換，也都需進(jìn)行變換， CALL B需變換為需變換為JSL L。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。– (2)變換外部符號(hào)。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。邏輯地址到物理地址的。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 。在裝入時(shí)，指令的地址會(huì)由原來(lái)的 1000，變?yōu)?11000，取數(shù)地址 2500也會(huì)變?yōu)?12500。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。地址。通常在程序中采用符號(hào)由程序員直接給出。裝入模塊不需再地址轉(zhuǎn)換，直接裝入內(nèi)存。只適用單道程序環(huán)境。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬11 程序的裝入程序的裝入n 將一個(gè)裝入模塊裝入內(nèi)存時(shí)，有三種方式：將一個(gè)裝入模塊裝入內(nèi)存時(shí)，有三種方式：l絕對(duì)裝入方式絕對(duì)裝入方式l可重定位裝入方式可重定位裝入方式l動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式關(guān)鍵在于將邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的時(shí)機(jī)不同齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬12Absolute Loading Moden 若編譯時(shí)知道程序?qū)⒃趦?nèi)存的若編譯時(shí)知道程序?qū)⒃趦?nèi)存的 (起始起始 )駐留地駐留地址，址， 編譯程序?qū)a(chǎn)生絕對(duì)編譯程序?qū)a(chǎn)生絕對(duì) (物理物理 )地址的目標(biāo)地址的目標(biāo)代碼代碼 。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。為作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程需將其裝入內(nèi)存。這是一個(gè)相對(duì)地址。邏輯空間中的地址稱為邏輯地址的邏輯地址空間。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。1第四章第四章 存儲(chǔ)器管理存儲(chǔ)器管理 齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬2第四章第四章 存儲(chǔ)器管理存儲(chǔ)器管理n 如何對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行有效的管理，不僅影響到如何對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行有效的管理，不僅影響到存儲(chǔ)器的利用率，而且還對(duì)系統(tǒng)性能有重大存儲(chǔ)器的利用率，而且還對(duì)系統(tǒng)性能有重大影響。影響。后兩者需要通過(guò) I/O訪問(wèn)齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬n – 容量大小容量大小n – 速度與速度與 CPU完全協(xié)調(diào)完全協(xié)調(diào)– 長(zhǎng)度以字為單位長(zhǎng)度以字為單位 ，幾十至幾百個(gè)，幾十至幾百個(gè)7齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬n 高速緩存高速緩存– 局部性原理局部性原理– CPU與內(nèi)存之間與內(nèi)存之間n 磁盤緩存磁盤緩存– 頻繁使用的磁盤數(shù)據(jù)暫存在內(nèi)存中的頻繁使用的磁盤數(shù)據(jù)暫存在內(nèi)存中的 磁盤高速磁盤高速緩存中緩存中8齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬9預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)n 地址空間的概念地址空間的概念n 1．內(nèi)存空間．內(nèi)存空間 (物理空間物理空間 ) 內(nèi)存是由若干個(gè)存儲(chǔ)單元組成的，每個(gè)存儲(chǔ)單內(nèi)存是由若干個(gè)存儲(chǔ)單元組成的，每個(gè)存儲(chǔ)單元的編號(hào)稱為內(nèi)存地址元的編號(hào)稱為內(nèi)存地址 (或物理地址或物理地址 )n 2．邏輯空間．邏輯空間 經(jīng)過(guò)匯編或編譯后形成目標(biāo)程序是以經(jīng)過(guò)匯編或編譯后形成目標(biāo)程序是以 0為基址順為基址順序進(jìn)行編址的，目標(biāo)程序占據(jù)的地址空間稱為作業(yè)序進(jìn)行編址的，目標(biāo)程序占據(jù)的地址空間稱為作業(yè)的邏輯地址空間。邏輯空間中的地址稱為邏輯地址，這是一個(gè)相對(duì)地址。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬10 程序的裝入和鏈接程序的裝入和鏈接n 為作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程需將其裝入內(nèi)存。 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 。由裝入程序把裝入模塊裝入內(nèi)存。 只適用單道程序環(huán)境。n 裝入模塊不需再地址轉(zhuǎn)換，直接裝入內(nèi)存。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。通常在程序中采用符號(hào)地址，在編譯或匯編時(shí)，再將其轉(zhuǎn)換為絕對(duì)地址，在編譯或匯編時(shí)，再將其轉(zhuǎn)換為絕對(duì)地址。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(kāi)始，程序中的其它開(kāi)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。n 裝入時(shí)，需根據(jù)內(nèi)存當(dāng)前的情況，將模塊裝裝入時(shí)，需根據(jù)內(nèi)存當(dāng)前的情況，將模塊裝入到內(nèi)存的適當(dāng)位置，入到內(nèi)存的適當(dāng)位置， 存在一個(gè)邏輯地址空存在一個(gè)邏輯地址空間到內(nèi)存物理地址空間的轉(zhuǎn)換過(guò)程間到內(nèi)存物理地址空間的轉(zhuǎn)換過(guò)程 （即（即 重定重定位位 ）。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。Load 1,2500 的作用是把 2500單元中的數(shù)據(jù)送至寄存器 1。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 。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬15Dynamic Runtime Loadingn 把程序裝入內(nèi)存后，并不立即把裝入模塊中把程序裝入內(nèi)存后，并不立即把裝入模塊中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址，仍是相對(duì)地址的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址，仍是相對(duì)地址。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。n 不僅允許裝入模塊裝入到內(nèi)存中的任何位置不僅允許裝入模塊裝入到內(nèi)存中的任何位置，而且，而且 允許程序在運(yùn)行時(shí)在內(nèi)存中移動(dòng)允許程序在運(yùn)行時(shí)在內(nèi)存中移動(dòng) 。（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)齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬17Static Linkingn 在在 程序運(yùn)行之前把各目標(biāo)模塊及庫(kù)函數(shù)鏈接程序運(yùn)行之前把各目標(biāo)模塊及庫(kù)函數(shù)鏈接成一個(gè)完整的裝入模塊，以后不再拆開(kāi)成一個(gè)完整的裝入模塊，以后不再拆開(kāi) 。對(duì)相對(duì)地址進(jìn)行修改。變換外部符號(hào)。而言的。齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬19Loadtime Dynamic Linkingn 編譯的目標(biāo)模塊在編譯的目標(biāo)模塊在 裝入內(nèi)存時(shí)，邊裝入邊鏈裝入內(nèi)存時(shí)，邊裝入邊鏈接接 。標(biāo)模塊中的相對(duì)地址。靜。塊，低效。靜態(tài)鏈接。整拷貝，無(wú)法共享。把對(duì)某些模塊的鏈接推遲到執(zhí)行時(shí)進(jìn)行。接到調(diào)用者模塊上?？杉印？煅b入過(guò)程，而且節(jié)省內(nèi)存空間。個(gè)連續(xù)的內(nèi)存空間。n 將內(nèi)存空間劃分為若干個(gè)固定大小的區(qū)域，將內(nèi)存空間劃分為若干個(gè)固定大小的區(qū)域，在每個(gè)分區(qū)中可以裝入一道作業(yè)在每個(gè)分區(qū)中可以裝入一道作業(yè) ，當(dāng)內(nèi)存中，當(dāng)內(nèi)存中劃分成幾個(gè)分區(qū)時(shí)，便允許幾道作業(yè)并發(fā)運(yùn)劃分成幾個(gè)分區(qū)時(shí)，便允許幾道作業(yè)并發(fā)運(yùn)行；行； 當(dāng)有一個(gè)空閑分區(qū)時(shí)，便可從外存的后當(dāng)有一個(gè)空閑分區(qū)時(shí)，便可從外存的后備隊(duì)列中，選擇一個(gè)適當(dāng)大小的作業(yè)裝入該備隊(duì)列中，選擇一個(gè)適當(dāng)大小的作業(yè)裝入該分區(qū)分區(qū) ；當(dāng)該作業(yè)結(jié)束時(shí)，又可從后備隊(duì)列中；當(dāng)該作業(yè)結(jié)束時(shí)，又可從后備隊(duì)列中找出另一個(gè)作業(yè)調(diào)入該分區(qū)。劃分分區(qū)劃分分區(qū)內(nèi)存分配內(nèi)存分配齊魯工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院 鹿文鵬26n 1. 分區(qū)大小相等分區(qū)大小相等使所有的內(nèi)存分區(qū)大小相等。適用于利用一臺(tái)計(jì)算機(jī)