存儲器的層次結構CPUCacheRAMDISK500GB200MB/S1~8GB12GB/S512KB~8MB400GB/S重定位及其方式1邏輯地址(空間相對地址)符號名字空間inta,b;a=10;邏輯地址空間(編譯后目標程序的地址范圍)2存儲空間(絕對地址)存儲空間:所有物理存儲單元的集合/物理地址的集合源程序目標代碼目標代碼名空間邏輯地址空間存儲空間os0000.1000…11001102110411061108....物理內存OS重定位的概念舉例:教學計劃及其實施…LoadR1,106AddR1,108StoreR1,110234128…程序A的代碼000…100102104106108……LoadR1,106AddR1,108StoreR1,110234128…110611081110邏輯地址重定位分類:靜態重定位…LoadR1,106AddR1,108StoreR1,110234128…程序A的代碼000…100102104106108…0000.1000..11001102110411061108....物理內存OS…LoadR1,1106AddR1,1108StoreR1,1110234128…加載時定位…LoadR1,1106AddR1,1108StoreR1,1110234128…靜態重定位特點優點無需硬件支持,OS裝載時由軟件實現缺點需要分配一個連續的存儲空間用戶需要事先確定所程序所需的存儲量裝載后不能在內存中移動重定位分類:動態重定位…LoadR1,106AddR1,108StoreR1,110234128…程序A的代碼000…100102104106108…0000.1000..11001102110411061108....物理內存OS…LoadR1,106AddR1,108StoreR1,110234128…重定位寄存器(位于CPU中)+1000動態重定位特點優點不要求分配連續的存儲空間,可按頁或段分配用戶作業可動態申請附加的存儲空間,并可在內存中移動有利于程序段的共享缺點需要硬件的支持實現存儲管理的軟件算法比較復雜存儲器管理的功能內存的分配和回收記錄內存使用情況存儲的按需分配存儲的回收內存容量的“擴充”地址轉換常采用動態重定位,需要硬件支持存儲保護為了保護區域內信息不被破壞，必須實現存儲保護。存儲保護的工作必須由硬件和軟件配合來實現。存儲分配方式靜態分配采用靜態重定位方式裝入時確定其在內存中的位置運行中不能再申請內存運行中不能在內存中移動動態分配采用動態重定位方式裝入時確定其在內存中的位置運行中可申請內存可在內存中移動存儲管理中的分配技術連續分區管理三四一二頁式管理段式管理段頁式管理連續分區管理存儲管理:連續分配一道作業的全部內容(程序和數據)裝入到內存的一個連續存儲區中,作業在執行過程中不會發生內存與外存交換的現象,作業的容量要受到物理內存容量的限制。屬于實存管理技術四種方案單道連續區管理多道固定分區管理多道可變分區管理多道可重定位分區管理1.單道連續區管理存儲管理:連續分配000020KB100KB256KBOS用戶程序需80KB存儲空間空閑區一次只能裝入一個作業2.多道固定分區管理存儲管理:連續分配000020KB28KB44KB76KB140KB256KBOS分區大小不等分區大小相等000020KB40KB60KB80KB100KB120KB...256KBOS....16KB8KB作業1需14KB32KB64KB作業2需60KB116KB2.多道固定分區管理(續)存儲管理:連續分配000020KB28KB44KB76KB140KB256KBOS16KB8KB32KB64KB116KB需建立固定分區說明表分區號起始地址長度狀態作業名120KB8KB0228KB16KB0344KB32KB0476KB64KB05140KB116KB0作業J1需14KB1J11J2內零頭(碎片)問題作業J2需60KB作業J114KB作業J260KB作業J114KB作業J260KB物理內存3.多道可變分區管理(概念)存儲管理:連續分配內存地址000020KB256KBOSJ1需14KBJ2需30KB空閑區已分配區J3需60KB區大小14KB30KB60KB132KBJ4需60KB

J5需20KBJ114KBJ230KBJ360KBJ460KBJ520KB10KB72KB外零頭(碎片)3.多道可變分區管理(數據結構)存儲管理:連續分配000020KB256KBOSJ1需14KBJ2需30KBJ3需60KBJ4需60KB

J5需20KB10KB72KB方案一:設置兩張存儲管理表大小位置狀態14K20K已分空表目60K64K已分60K124已分20K34K已分空表目已分分區表UBT大小位置狀態10K54K空閑空表目72K184空閑空表目空表目空表目空閑分區表FBT3.多道可變分區管理(數據結構)存儲管理:連續分配方案二:空閑存儲區鏈1N+2N個字(已分區)1N+20N+2向前指針N個字(空閑分區)0N+2向后指針0L+20L+20M+20M+20N+20N+2Free指針3.多道可變分區管理(回收與合并)回收可能出現的四種情況JobB回收區回收區Free1JobA回收區Free2Free2回收區回收區Free1JobB回收區回收區JobA存儲管理:連續分配3.多道可變分區管理(分配算法)最佳適應算法總是找最接近作業大小的區分配需按分區大小排序最差適應算法總是找能裝下作業的最大的區分配易發生大作業不能裝入的情況首次適應算法按分區起始地址排序順序找到第一個滿足要求的分區就分下次適應算法按分區起始地址排列并構成一個環每次都從上次分配位置向后找到滿足要求的分區分配存儲管理:連續分配4.多道可重定位分區管理避免出現“內零頭”與“外零頭”通過移動已分配區收集零頭(需要耗費處理資源)采用動態重定位方式,作業在內存中移動后,只要改動重定位寄存器的值即可分配算法與可變分區基本相同,區別在于“拼接”拼接的時機回收時拼接(拼接較頻繁)不能滿足分配時拼接(拼接次數較少)缺點需要硬件支持耗費處理機時間存儲管理:連續分配分區的存儲保護界限寄存器方式處理機中設置上界和下界寄存器,處理機對每一條訪存指令中的地址與界限寄存器比較,若不在上/下界間則產生越界中斷,禁止訪問。也可用基址/限長寄存器方式實現OSJob80KB168KB80KB168KB上界寄存器下界寄存器PSW分區的存儲保護存儲保護鍵可實現存/或取的單獨保護可實現多個用戶程序間更好的共享內存A塊B塊C塊內存01101存儲鍵取保護位1100001011…0110…CPU程序狀態字PSW虛擬存儲器虛擬存儲器是一種存儲管理技術，用以完成用小的內存實現在大的虛擬空間中程序的運行工作。為了給大作業用戶提供方便,使它們擺脫對主存和輔存的分配和管理問題,由操作系統把多級存儲器統一管理起來,實現自動覆蓋。一個大作業在執行時,其一部分地址空間在主存,另一部分在輔存.因此,從效果來看,這樣的系統,好象用戶提供了存儲容量比實際主存大得多的存儲器,人們稱這樣的存儲器為虛擬存儲器。因為這樣的存儲