计算机操作系统课件第4章存储器管理.pptx

存储器管理

内容提要存储器管理的相关概念连续分配方式分页式存储管理方式分段式存储管理方式虚拟存储器请求分页式存储管理方式页面置换算法请求分段式存储管理方式

1存储器管理的对象包括内存和外存，主要讨论的是内存2计算机内存被划分成两部分：系统区和用户区。存储器的管理主要是针对用户区的分配和管理3存储器管理的目的：一是方便用户使用，二是提高存储器的利用率存储器管理

内存的分配与回收地址转换或重定位存储器的扩充存储器共享和保护DCAB存储器管理的功能

源程序从创建到执行的步骤编译链接装入

源程序从创建到执行的步骤

1物理存储器中全部物理存储单元的集合所限定的空间称为存储空间3存储空间的大小由系统的硬件配置决定2每个存储单元都有它自己的编号地址，该地址被称为绝对地址，或物理地址，或实地址存储器管理的相关概念

用户源程序经编译链接后形成的代码所限定的地址叫做该程序的地址空间01地址空间中每个单元的地址称为相对地址，或逻辑地址，或虚地址02存储器管理的相关概念

01存储分配要解决的问题是多道程序之间如何共享主存的存储空间解决存储分配问题的三种方式：直接存储分配方式、静态存储分配方式、动态存储分配方式02存储器管理的相关概念

把程序地址空间的逻辑地址转换为存储空间的物理地址的工作叫做地址重定位，又叫地址映射或地址变换地址重定位分静态重定位和动态重定位0102存储器管理的相关概念

地址空间的逻辑地址往往与分配到的存储空间的物理地址不一致，而且不能用逻辑地址在内存中读取信息处理机执行用户程序时，所要访问的程序和数据地址必须是实际的物理地址0102地址重定位的原因

为每个程序分配一个连续的存储区静态地址重定位：地址转换工作是在程序装入主存时，由静态重定位装入程序集中一次完成在程序执行期间不能移动，主存利用率低无硬件变换机构不能做到程序和数据的共享静态地址重定位

静态地址重定位过程movr1,[500]………1234OS…movr1,[1500]…1234……010050059901000110015001599装入程序作业地址空间存储空间把程序装入起始地址为1000的内存区

装入程序把程序和数据原样装入到已分配的存储区中，然后把这个存储区的起始地址送入重定位寄存器中。在程序执行时，再将相对地址转换成绝对地址主存利用率高程序不必占有连续的存储空间便于多用户共享同一程序3214动态地址重定位

动态地址重定位过程movr1,[500]………1234OS…movr1,[1500]…1234……010050059901000110015001599作业地址空间存储空间把程序装入起始地址为1000的内存区+1000重定位寄存器

010302绝对装入方式可重定位方式动态运行时装入方式程序的装入方式

连续分配方式连续分配是指为一个用户程序分配一个连续的内存空间，这种方式曾被广泛地应用于早期的操作系统中。

分区式分配方式单一连续分配方式连续分配的两种方式

连续分配单一连续分配存储管理动态分区存储管理分区管理固定分区存储管理连续分配方式的类型

优点是管理简单，易于实现存储保护不支持虚拟存储方式在这种管理方式下，内存区分为系统区和用户区两部分，系统区仅供操作系统使用，用户区提供给用户使用只能用于单用户、单任务的操作系统中一种最简单的存储管理方式单一连续分配方式

系统的存储空间浪费较大限制了用户程序和系统程序的可重入性，因而主存中的程序和数据不能被共享当正在执行的程序因等待某个事件，如等待外部设备输入数据，处理机就处于空闲状态系统的外围设备也只有一个程序使用，因此外围设备的利用率低单一连续分配方式的缺点

地址映射和地址保护CPU逻辑地址＜界限寄存器+重定位寄存器内存物理地址地址错是否

分区存储管理思想基本思想：将主存的用户可用区划分成若干个大小不等的区域，每个进程占据一个区域或多个区域，从而实现多道程序设计环境下各并发进程共享主存空间

一种最简单的可运行多道程序的存储管理方式将内存用户空间划分为若干个固定大小的区域，每个分区只装入一道作业，这样允许有几道作业并发运行当有空闲分区时，便可从外存的后备作业队列中选择一个适当大小的作业装入该分区020103固定分区管理

分区大小相等：所有的内存分区大小相等，缺点是缺乏灵活性分区大小不等：把内存区划分成含有多个较小的分区、适量的中等分区及少量的大分区。这样，可根据程序的大小为之分配适当的分区分区的方法

内存分配为了便于内存分配，通常将这些分区根据它们的大小排队，并为之建立一张分区使用表。表项中包含每个分区的起始地址、大小及状态（是否已分配）。

固定分区使用表分区号大小(KB)地址(K)状态1234153050100304575125已分配已分配已分配已分配操作系统作业A作业B作业C0125K45K75K30K

连续