操作系统原理教程--第3章--存储器管理.ppt

3.6 段式存储管理方式 3.6.5 分段与分页的区别 （1）页是信息的物理单位，分页是为了实现离散的分配方式，以消减主存碎片，提高主存的利用率。段是信息的逻辑单位，它包含一组意义相对完整的信息。分段的目的是为了能更好地满足用户的需要。 （2）页的大小固定且由系统确定，把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，是由机器硬件实现的，因而一个系统只能有一种大小的页面。段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序，通常由编译程序在对源程序进行编译时，根据信息的性质来划分。 （3）分页的作业地址空间是一维的，即单一的线性地址空间，程序员只需要利用一个记忆符，即可以表示一个地址。分段的作业地址空间是二维的，程序员在标识一个地址时，既要给出段名，又要给出段内地址。 第3章 存储器管理 3.6 段式存储管理方式 3.6.6 举例 【例3-7】某个采用段式存储管理的系统为装入主存的一个作业建立了段表，如下表所示： （1）给出段式地址转换过程； （2）计算该作业访问逻辑地址（0，432），（1，10），（2，500），（3，400），（5，450）时的物理地址。 第3章 存储器管理 3.6 段式存储管理方式 3.6.6 举例 【解】（1）段式地址的转换过程如图3-24所示。 （2）根据地址转换图3-24可知，该作业访问的逻辑地址（0，432），（1，10），（2，500），（3，400），（5，450）对应的物理地址如下表所示： 第3章 存储器管理 返回 3.4 可变分区存储管理方式 3.4.2 主存空间的分配与回收 3．常用的主存分配算法 （2）最优适应分配算法（BF） 它是从所有的空闲分区中挑选一个能满足作业要求的最小空闲区进行分配。这样可以保证不去分割一个更大的空闲区，使装入大作业时比较容易得到满足。为实现这种算法，把空闲区按长度递增次序登记在空闲分区表中，分配时，顺序查找。 它的优点是解决了大作业的分配问题，不足是容易产生主存碎片，降低了主存空间的利用率。另外收回主存时，要按长度递增顺序插入到空闲分区表中，增加了系统开销（操作系统所占有的系统资源和所需要的处理器的时间称为“系统开销”）。 第3章 存储器管理 3.4 可变分区存储管理方式 3.4.2 主存空间的分配与回收 3．常用的主存分配算法 （3）最坏适应分配算法（WF） 它每次分配主存时总是挑选一个最大的空闲区，分割一部分给作业使用，使剩下的部分不至于太小而成为主存碎片。为实现这种算法，把空闲区按长度递减的次序登记在空闲分区表中，分配时，顺序查找。 它的优点是不会产生过多的碎片。不足是影响大作业的分配。另外收回主存时，要按长度递减的顺序插入到空闲分区表中，增加了系统开销。 第3章 存储器管理 3.4 可变分区存储管理方式 3.4.2 主存空间的分配与回收 4．主存空间的回收 当一个作业运行结束后，在已分分区表中找到该作业，根据该作业所占主存的始址和大小，去修改空闲分区表相应的记录。其修改情况分为四种，如图3-13所示（斜线部分为被作业占有的主存区域）。 （1）回收的分区前后没有相邻的空闲分区。 （2）回收分区的前面有相邻的空闲区。 （3）回收分区的后面有相邻的空闲分区。 （4）回收分区的前后都有相邻的空闲分区。 第3章 存储器管理 3.4 可变分区存储管理方式 3.4.3 地址转换与存储保护 1．地址转换 因为空闲分区的个数和大小，以及作业的个数和大小都不能预先确定，所以，可变分区存储管理方式一般采用动态重定位方式装入作业。它需要设置硬件地址转换机构：两个专用寄存器（即基址寄存器和限长寄存器）以及一些加法、比较电路。地址转换如图3-14所示 。 第3章 存储器管理 3.4 可变分区存储管理方式 3.4.3 地址转换与存储保护 2．存储保护 系统设置了一对寄存器，称为“基址寄存器”和“限长寄存器”，用它记录当前在CPU中运行作业在主存中所占分区的始址和末址。当处理器执行该作业的指令时必须核对表达式“始址 = 物理地址 = 末址”是否成立。若成立，就执行该指令，否则就产生“地址越界”中断信号，停止执行该指令。 当作业运行结束让出处理器时，调度程序将选择另一个可以运行的作业，同时修改当前运行作业的分区号和基址寄存器、限长寄存器的内容，以保证处理器能控制作业在所在的分区内正常运行。 第3章 存储器管理 3.4 可变分区存储管理方式 3.4.4 管理特点 (1)分区的长度不是预先固定的，而是按作业的实际需求来划分的。分区的个数也不是预先确