4 存儲器管理

1 程序的裝入和鏈接

創(chuàng)建進程的第一件事:將程序和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存。

邏輯地址(相對地址,虛地址)

物理地址(絕對地址,實地址)物理地址可直接尋址被執(zhí)行

2 連續(xù)分配存儲管理方式

(1)單一連續(xù)分配

(2)固定分區(qū)分配

不足:內(nèi)碎片(一個分區(qū)內(nèi)的剩余空間)造成浪費,分區(qū)總數(shù)固定,限制并發(fā)執(zhí)行的程序數(shù)目。

(3)動態(tài)分區(qū)分配

優(yōu)點:并發(fā)進程數(shù)沒有固定數(shù)的限制,不產(chǎn)生內(nèi)碎片。

缺點:有外碎片(分區(qū)間無法利用的空間)

外碎片問題解決思路:移動分區(qū)位置,將小碎片整合為一個足夠大小可被使用的分區(qū)。即緊湊思想

(4)動態(tài)重定位分區(qū)分配

3 分頁存儲管理方式

分頁方式下,內(nèi)存的使用率高,浪費少。但不是絕對沒有碎片(進程的最后一頁不總是能占滿一個物理塊)

地址映射計算

頁號+頁內(nèi)地址(即頁內(nèi)偏移)

快表:放入正在執(zhí)行進程的頁表的數(shù)據(jù)項。


兩級、多級頁表,反置頁表——針對大頁表占用內(nèi)存問題


4 分段存儲管理方式

分段存儲管理:作業(yè)分成若干段,各段可離散放入內(nèi)存,段內(nèi)仍連續(xù)存放。

段的特點:

每段有自己的名字(一般用段號做名),都從0編址,可分別編寫和編譯。裝入內(nèi)存時,每段賦予各段一個段號。

每段占據(jù)一塊連續(xù)的內(nèi)存。(即有離散的分段,又有連續(xù)的內(nèi)存使用)

各段大小不等。

地址結(jié)構(gòu):段號 + 段內(nèi)地址

段表:記錄每段實際存放的物理地址

分頁和分段的主要區(qū)別

需求:分頁是出于系統(tǒng)管理的需要,是一種信息的物理劃分單位,分段是出于用戶應(yīng)用的需要,是一種邏輯單位

大?。喉摯笮∈窍到y(tǒng)固定的,而段大小則通常不固定。分段沒有內(nèi)碎片,但連續(xù)存放段產(chǎn)生外碎片,可以通過內(nèi)存緊縮來消除。相對而言分頁空間利用率高。

通常段比頁大,因而段表比頁表短,可以縮短查找時間,提高訪問速度。分段模式下,還可針對不同類型采取不同的保護;按段為單位來進行共享

段頁式存儲管理方式

基本原理:

將用戶程序分成若干段,并為每個段賦予一個段名。

把每個段分成若干頁

地址結(jié)構(gòu)包括段號、段內(nèi)頁號和頁內(nèi)地址三部分

5 虛擬存儲器、請求分頁/分段、頁面置換算法

虛擬存儲器:是指具有請求調(diào)入功能和置換功能,能從邏輯上對內(nèi)存容量加以擴充的一種存儲器系統(tǒng)。

虛擬存儲器管理——由操作系統(tǒng)提供一個比實際內(nèi)存大的,假想的特大存儲器

請求分頁存儲管理方式

基本分頁 + “請求調(diào)頁”和“頁面置換”功能。

換入和換出基本單位都是長度固定的頁面

缺頁中斷機構(gòu)

(1) 在指令執(zhí)行期間產(chǎn)生和處理中斷信號。

(2) 一條指令在執(zhí)行期間,可能產(chǎn)生多次缺頁中斷。

地址變換機構(gòu)

分頁系統(tǒng)地址變換機構(gòu)的基礎(chǔ)上增加

產(chǎn)生和處理缺頁中斷(請求調(diào)入)

從內(nèi)存中換出一頁的功能(置換)

頁面置換算法

缺頁率:頁面調(diào)入次數(shù)(缺頁次數(shù))/總的頁面使用次數(shù)

最佳(Optimal)置換算法

保證獲得最低的缺頁率

不足:無法實現(xiàn),因為無法預(yù)知一進程將來的運行情況

作用:作為參照標(biāo)準(zhǔn),評價其他算法。

先進先出置換算法(FIFO)(容易出現(xiàn)Belady 現(xiàn)象)

先進入的先淘汰,即選擇內(nèi)存中駐留時間最久的頁面予以淘汰。

優(yōu)點:實現(xiàn)簡單,把一進程已調(diào)入內(nèi)存的頁面按先后次序組織成一個隊列,并設(shè)置一個指針(替換指針),使它總是指向隊首最老的頁面。

不足:與進程實際運行規(guī)律不相適應(yīng)(較早調(diào)入的頁往往是經(jīng)常被訪問的頁,頻繁被對換造成運行性能降低)

最近最久未使用(LRU)置換算法

不足:有時頁面過去和未來的走向之間并無必然的聯(lián)系。

相應(yīng)的需較多的硬件支持

輪轉(zhuǎn)算法(clock)(最近未使用算法)

抖動:頁面調(diào)入不久就被導(dǎo)出,導(dǎo)出不久又被調(diào)入,導(dǎo)致系統(tǒng)頻繁更換頁面

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