存储管理-1讲解.ppt

第四章???存储器管理(1);第四章????存储器管理;第四章????存储器管理  4.1 存储器的层次结构 ; 近年来，微电子技术及大规模集成电路取得了长足的进步，以半导体芯片组成的存储器，其容量由过去的几百、几千字节扩大到几十兆字节，甚至更大容量的存储器已经问世。 随着计算机应用领域的拓宽，目前不少企事业部门要求应用计算机来实现管理现代化，建立综合的管理信息系统，其要求存储的数据量愈来愈大；另外软件资源也愈来愈丰富，系统软件和应用软件在种类、功能及其所需存储空间等都在急剧增加。 存储器作为计算机系统的重要组成部分，虽然其容量一直在不断的扩大，价格已相当便宜，但主存容量仍然是计算机硬件资源中最关键而又最紧张的“瓶颈”资源，仍然满足不了现代化软件发展的需要。; 因此，存储器仍然是计算机系统中宝贵且紧俏的资源。它们如何合理而有效地使用它，在很大程度上反映了 OS 的性能，并直接影响到整个计算机系统性能的发挥。所以，存储器管理仍是目前人们研究 OS 的中心问题之一，对主存的管理和有效使用仍然是今天OS 十分重要的内容。许多OS之间最明显的区别特征之一往往是所使用的存储管理方法不同。 如OS/360-MFT采用固定分区存储管理技术，OS/360-MTV是采用可变分区存储管理技术，OS/2，WindowsNT, 是采用虚拟存储管理技术。 由于对外存的管理与对内存的管理有许多相似之处，只是两者用途不同，加之外存主要用来存储文件，故对外存的管理放在文件管理一章中介绍，存储器管理讨论的对象是内存。; 本章主要介绍各种实存储分配和管理方案，虚拟存储器的概念及实现不同虚拟存储器的技术的讨论。 操作系统之所以有那么多种类，甚至一种型号的计算机配置若干种操作系统，其主要原因之一是为了适应各种用途而采用了不同的存储器管理策略。 在介绍各种存储器管理技术方案之前，首先指出存储器管理的主要目的及其应提供的主要功能，并说明在存储器管理中几个十分重要的概念。例如：存储器的层次、存储分配、地址重定位等概念。;4.1.1 存储器的层次结构;高速缓存; ;高速缓存;磁盘缓存 ;根据写入方式的不同，有写通式和回写式两种。 写通式在读硬盘数据时，系统先检查请求指令，看看所要的数据是否在缓存中，如果在的话就由缓存送出响应的数据，这个过程称为命中。这样系统就不必访问硬盘中的数据，由于SDRAM的速度比磁介质快很多，因此也就加快了数据传输的速度。 回写式就是在写入硬盘数据时也在缓存中找，如果找到就由缓存就数据写入盘中，现在的多数硬盘都是采用的回写式缓存，这样就大大提高了性能。; 4.1.2 存储管理的目的;存储管理的目的（续）; 4.1.3. 基本概念; 4.名空间; 地址空间及存储空间;地址映射;7.逻辑地址与物理地址; 8.存储共享; 9.存储保护与安全;1) 存储保护;2) 保护过程---防止地址越界;10.内存“扩充”;第四章????存储器管理  4.2 程序的装入和链接;4.2 程序的装入和链接;图 4-2-1对用户程序的处理步骤 ;4.2 程序的装入和链接;4.2.1 程序的装入;绝对装入程序按照装入模块中的地址，将程序和数据装入内存。装入模块被装入内存后，由于程序中的逻辑地址和实际内存地址完全相同，故不需要对程序和数据的地址进行修改。; 符号地址;; 由装入程序根据内存当前的实际使用情况，将装入模块装入到内存的适当地方。在多道程序环境下，由于编译程序不能预知所编译的目标模块在内存的什么位置，因此，目标模块的起始地址通常都是从0开始，程序中的所有其他地址，也都是相对于起始地址计算的。此时，不可能再用绝对装入方式，而应该用可重定位装入方式，把装入模块装入内存。 分配给一个装入模块的内存空间的起始地址一般不会是0，此时，必须将装入模块中指令和数据的相对地址调整成相应内存单元的绝对地址后，程序才能正确运行，这种地址转换过程被称作重定位。; 2. 可重定位装入方式;;如果重定位是在装入时由装入程序一次完成的，则称为静态重定位，相应的装入方式称作可重定位装入方式。如图4-2所示，作业装入内存后，其LOAD指令中的地址500，已由重定位装入程序根据作业在内存中的起始地址1000调整为1500，指令地址也作了同样修改。 ; 静态重定位：是指作业在装入过程中由装配程序进行的地址变换方式。它要求程序本身是可重定位的，即要求编译程序对作业的目标程序中那些要修改的地址部分给出相应的标识。这种重定位之所以称为静态的，是因为地址变换只在作业执行前集中一次完成的。 ;例：;3. 动态运行时装入方式; 动态重定位：是指在作业执