第4章 内存
第4章 存储器
2.数据总线匹配和存储器接口
奇 存 储 体 （512KB） 偶 存 储 体 （512KB）
00001H 00003H 00005H · · ·
00000H 00002H 00004H · · ·
FFFFFHH
FFFFEHH
A19～A1
D15～D8
BHE
D7～D0
A0
图4.23 8086的存储体组织
字选择线
。
位 线
T1
C
D
图4.8
单管动态存储元
2. DRAM存储芯片实例（见图4.9）
4.2.3 存储器芯片的读/写时序
tCYC tRAS RAS
CAS
tCAS
地址
行地址 tRCS
列地址 tRCH
tCYC：读周期时间 tRAS：RAS脉冲宽度 tCAS：CAS脉冲宽度 tRCS：读命令建立时间 tRCH：读命令保持时间 tDOH：数据输出保持时间
4.1 存储器系统概述
4.1.0 存储器系统的Cache—主存层次结构
硬件管理
CPU
Cache
主存储器
图4.0 Cache—主存存储层次
4.1.1 存储器分类
1.按存储介质分类 （1）半导体存储器 （2）磁表面存储器 （3）光盘存储器 2.按存取方式分类 （1）随机存储器RAM （2）只读存储器ROM （3）顺序存储器SAM （4）相联存储器 3. 按在计算机中的作用分类 （1）主存储器 （2）外存储器 （3）高速度缓冲存储器（Cache） （4）控制存储器 4. 按信息的可保存性分类
R/W 32K×8
D7～D0
R/W D7 ～D0
图4.26
内存与CPU的连接框图
第4章 内存
1．PCB板 2．金手指（针脚） 3．内存固定卡缺口 4．金手指缺口 5．内存芯片 6．SPD芯片 7．内存颗粒空位 8．电容 9．电阻 10．标签
11. 散热器
4.2.2 内存芯片的封装
1．TSOP封装
2．BGA封装
3．CSP封装
4.3 内存条的技术标准
1．DDR SDRAM内存条
2．DDR2 SDRAM内存条
3．DDR3 SDRAM内存条
4.4 内存的时间参数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.4.1 内存的参数 1.CAS Latency（CL或tCL） 2.RAS to CAS Delay（tRCD） 3.RAS Precharge（tRP） 4.RAS Active Delay（tRAS） 4.4.2 内存的参数标识
第4章 内
存
本章介绍的内存是指主板上的主储存器，也就 是内存条。内存直接与CPU连接，存放当前正 在使用（即执行中）的数据和程序，因此它的 大小和性能影响着整机的性能。
4.1 内存条的分类
1. 按内存条的技术标准（接口类型）分类
根据内存条的不同技术标准或称内存接口 类型，内存DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、 DDR3 SDRAM等。目前主板上使用的主流 内存类型是DDR3 SDRAM。
4.5 内存的选购
1．内存条的品牌
2．内存颗粒 3．频率要搭配 4．容量
4.6 实训
4.6.1 内存条的安装及拆卸
4.6.2 查看内存默认频率及默认SPD参数
4.7 思考与练习
内存的分类
4.4 内存的选购
4.4.1 内存的选购原则 1．内存条的品牌 如图4 18所示。 如图4-18所示。
2．内存颗粒 3．频率要搭配 4．容量
4.4.2 内存产品介绍 1. 海盗船1GB DDR3 1333 海盗船1GB 海盗船1GB 海盗船1GB DDR3 1333内存条的外观，如图 1333内存条的外观，如图 4-19所示。 19所示。
运行CPU- ，容， 如图4 23所示。 如图4-23所示。
4.1.4 按内存条的技术标准（接口类 按内存条的技术标准（ 型）分类
1．DDR SDRAM内存条 SDRAM内存条 DDR SDRAM内存条，其外观如图4-6所示。 SDRAM内存条，其外观如图4
2．DDR2 SDRAM内存条 SDRAM内存条 DDR2内存条的外观如图4 DDR2内存条的外观如图4-7所示。
③ Flash Memory（闪速存储器），如图4-4 Memory（闪速存储器），如图4 所示。
2．RAM （1）SRAM（Static RAM，静态随机存储器） SRAM（ RAM，静态随机存储器） （2）DRAM（Dynamic RAM，动态随机存储器） DRAM（ RAM，动态随机存储器） 4.1.2 按内存在计算机中的用途分类 1．主存储器 2．高速缓冲存储器（Cache） ．高速缓冲存储器（Cache） 3．BIOS ROM
3．CSP封装 CSP封装 CSP（ CSP（Chip Scale Package，芯片级封装） Package，芯片级封装） DDR内存，如图4 14所示。 DDR内存，如图4-14所示。
4.3 DRAM内存的时间参数 DRAM内存的时间参数
4.3.1 DRAM内存的参数设置 DRAM内存的参数设置 1．CAS Latency（CL或tCL） Latency（CL或tCL） 目前DDR内存的CL值主要为2 2.5和 目前DDR内存的CL值主要为2、2.5和3， DDR2的CL在 DDR2的CL在3～6之间，DDR3的CL在5～8 之间，DDR3的CL在 之间。DDR2与DDR3延迟时间对比如图4 之间。DDR2与DDR3延迟时间对比如图415所示。 15所示。
计算机基础第4章 内存
2．DDR2 SDRAM内存条 DDR2 SDRAM（简称DDR2）内存条有240个引脚，内存条的SPD芯片与DDR内存 不同，通常被焊在内存条的中间位置，DDR2内存条的外观如图4-11所示。常见容 量有256MB、512MB、1GB、2GB等。
3．DDR3 SDRAM内存条 DDR3 SDRAM（简称DDR3）内存条是当前主流内存产品。DDR3与DDR2一样， 也有240个针脚，但DDR3针脚隔断槽口与DDR2不同，DDR3内存左、右两侧安装 插口与DDR2不同，DDR3的外观如图4-12所示。DDR3常见容量有1GB、2GB、 4GB等。
台式机内存条使用标准DIMM（Dual Inline Memory Module，双边接触内存模组）， 这种类型接口的内存条两边都有引脚。184线的DDR SDRAM、240线的DDR2 SDRAM和DDR3 SDRAM、284线的DDR4 SDRAM内存都属于DIMM接口类型。 所谓内存线数是指引脚数。
4.2.2 内存条的技术标准 根据内存条的不同技术标准或称内存接口类型，DRAM又可分为不同的类型， SDRAM家族的内存包括DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM、DDR4 SDRAM等类型，下面主要介绍后4种内存条。 1．DDR SDRAM内存条 DDR SDRAM（简称DDR）内存条是在SDRAM内存条基础上发展而来的，仍然沿 用SDRAM生产体系。DDR内存条有184个引脚，常见容量有128MB、256MB、 512MB等，其外观如图4-10所示。
1．PCB 2．金手指（针脚） 3．内存条固定卡缺口 4．金手指缺口 5．内存芯片 6．SPD芯片 7．内存颗粒空位 8．电容 9．电阻 10．标签 11．散热器
4.1.3 内存芯片的封装 1．TSOP封装
操作系统第4章练习题[指南]
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第4章存储器管理4.1 典型例题解析【例1】某系统采用动态分区分配方式管理内存，内存空间为640K，高端40K用来存放操作系统。
在内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。
对下列的请求序列：作业1申请130K、作业2申请60K、作业3申请100K、作业2释放60K、作业4申请200K、作业3释放100K、作业1释放130K、作业5申请140K、作业6申请60K、作业7申请50K、作业6释放60K，请分别画图表示出使用首次适应算法和最佳适应算法进行内存分配和回收后内存的实际使用情况。
答：使用首次适应算法和最佳适应算法进行上述内存的分配和回收后，内存的实际使用情况分别如图(a)和(b)所示。
（a）(b)【例2】对一个将页表存放在内存中的分页系统:（1）如访问内存需要0．2μs，有效访问时间为多少?（2）如果加一快表，且假定在快表中找到页表项的机率高达90％，则有效访问时间又是多少(假定查快表需花的时间为0)?答：（1）有效访问时间为：2×0．2=0．4μs（2）有效访问时间为：0．9×0．2+(1—0．9)×2×0．2＝0．22 ps。
【例3】某系统采用页式存储管理策略，拥有逻辑空间32页，每页2K，拥有物理空间1M。
（1）写出逻辑地址的格式。
（2）若不考虑访问权限等，进程的页表有多少项?每项至少有多少位?（3）如果物理空间减少一半，页表结构应相应作怎样的改变?答：（1）该系统拥有逻辑空间32页，故逻辑地址中页号必须用5位来描述：而每页为2K，因此，页内地址必须用11位来描述，这样可得到它的逻辑地址格式如下：等，则页表项中只需给出页所对应的物理块块号，1M的物理空间可分成29个内存块，故每个页表项至少有9位(3)如果物理空间减少一半，则页表中页表项数仍不变，但每项的长度可减少1位。
【例4】已知某分页系统，主存容量为64K，页面大小为1K，对一个4页大的作业，其0、l、2、3页分别被分配到主存的2、4、6、7块中。
计算机基础实施第4章内存
2、 杂牌内存引起的系统不稳定？ 故障现象： 才配置的机器为：PIII 733CPU， 升技SA6主板，七彩虹Geforce 2NV显卡，杂牌 128MB内存，星钻20G硬盘，声卡是集成的， 爱国者770FT显示器。机器硬件装好后，开始 安装Windows Me，可是磁盘扫描结束进行安 装程序时，机器就死机了，试了几次都是如此， 于是改装Windows 98 Windows 98，这次进了安装程序，安 装也算顺利，只是在拷系统文件时报错，但按 了“取消”就没事了。装完后进入Windows 98， 一打开程序就报“非法操作”，然后被告之 “系统内部出错，请重新安装系统”，任何程 序都无法运行，开机只能进入桌面。
化学镀金工艺金手指特写(金手指下面是平边)
目前金手指制作工艺有两种，一种是 电镀金，另一种是化学镀金。电镀金比 化学镀金金层更厚，能够提高抗磨损性 和防氧化性。
电镀金工艺金手指特写(金手指下面多出一个小引线)
（4）、SPD
SPD（Serial Presence Detect，串行存在 检测）是一颗8针的EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦写可编 程只读存储器）芯片。它一般位于内存条正 面的右侧，采用SOIC封装形式，容量为256字 节（Byte）。SPD芯片内记录了该内存的许多 重要信息，诸如内存的芯片及模组厂商、工 作频率、工作电压、速度、容量、电压与行、 列地址带宽等参数。SPD信息一般都是在出厂 前，由内存模组制造商根据内存芯片的实际 性能写入到ROM芯片中。
在挑选内存芯片时最好优先原厂原字芯片，因 为这些产品都经过了晶圆厂最为严格的检测和 测试，因此品质最有保障。此外，目前很多模 组厂商为了产品形象统一，特别将内存芯片表 面的字迹印刷成自己的LOGO，给消费者选购 造成了一定的不便。其实，只要是知名模组厂 商的产品，用户都可以放心选购，但千万不要 贪图便宜而购买杂牌小厂产品。
第4章 存储器管理_习题
第4章存储器管理4.4自测题4.4.1基本题一．判断题(正确的在括号中记√,错误的记×)1.为了减少内部碎片,页应偏小为好。
( )2.为了减少缺页中断率,页应该小一些。
( )3.为提高对换空间的利用率,一般对其使用离散的分配方式。
( )4.用户程序中出错处理部分不必常驻内存。
( )5.使用预分页的原因是每个进程在最初运行时需要一定数量的页面。
( )6.可变分区法可以比较有效地消除外部碎片,但不能消除内部碎片。
（）7.分页存储管理方案易于实现用户使用内存空间的动态扩充。
( )8.LRU页面调度算法总是选择在主存驻留时间最长的页面被淘汰。
( )9.最佳适应算法比首次适应算法具有更好的内存利用率。
( )10.请求分段存储管理中,分段的尺寸要受主存空间的限制。
( )二．单项选择题，在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代码写在题干后面的括号内。
不选、错选或多选者该题无分。
1.在可变式分区管理中,最佳适应算法是将空白区在空白区表中按______次序排列。
A.地址递增B.地址递减C.容量递增D.容量递减2.动态重定位技术依赖于_______.A.重定位装入程序B.重定位寄存器C.地址机构D.目标程序3.请求分页存储管理方案的主要特点是__________。
A.不要求将作业装入内存B.不要求将作业全部装入内存C.不要求使用联想存储器D.不要求缺页中断的处理4.在存储管理方案中,___________可与覆盖技术配合。
A.页式管理B.段式管理C.段页式管理D.可变分区管理5.一个计算机系统虚存的最大容量是由__________决定的。
A.主存的容量B.辅存的容量C.主存容量+辅存容量D.计算机的地址机构6.在存储管理中,采用覆盖与交换技术的目的是_________。
A.节省主存空间B.物理上扩充主存容量C.提高CPU效率D.实现主存共享7.在可变式分区分配方案中,只需要进行一次比较就可以判定是否满足作业对主存空间要求的是______。
第四章存储器管理
考点一内存管理概念一、单项选择题在下面关于存储功能的论述中正确的是（）A.即使在多道程序管理下用户也可以编制用物理地址直接访问内存的程序。
B.内存分配的基本任务是为每道程序分配内存空间，其追求的目的则是提高内存的利用率。
C.为提高内存保护的灵活性，内存保护通常由软件完成。
D.地址映射是指将程序物理地址转变为内存的逻辑地址二、综合应用题1.请列举出逻辑地址和物理地址的两个不同之处。
2.一个进程被换出内存，它就失去了使用CPU的机会。
除了换出内存这种情形，请列举出其它一种情形，进程虽然失去了使用CPU的机会，但它并没有被换出内存。
3.存储管理的主要研究内容是什么？4.什么是动态链接？用何种内存分配方法可以实现这种链接技术？5.某系统把任一程序都分成代码和数据两部分。
CPU知道什么时候要指令（如取指令周期），什么时候要数据（如取数据周期或存数据周期）。
所以，需要两种寄存器（基地址寄存器、界限寄存器），一组用于指令，一组用于数据。
用于指令的是只读的，以便于用户的共享。
请分析这种策略的优缺点。
6.什么是地址的重定位？有哪几种常用的地址重定位的方法？7.在现代计算机系统中，存储器是十分重要的资源，能否合理有效的使用存储器，在很大程度上反映了操作系统的性能，并直接影响到计算机系统作用的发挥。
请问：（1）主存利用率不高主要体现为哪几种形式？（2）可以通过哪些途径来提高主存利用率8.内存保护是否可以完全由软件来实现？为什么？考点二交换与覆盖一、单项选择题1.存储管理方案中，（）可采用覆盖技术。
A.单一连续存储管理B.可变分区存储管理C.段式存储管理D.段页式存储管理2.在存储系统管理中，采用覆盖技术与交换技术的目的是( )。
A.节省主存空间B.物理上扩充主存容量C.提高CPU利用率D.实现主存共存二、综合应用题1.在存储管理中，覆盖和对换技术所以解决的是什么问题？各有什么特点？2请写出你对交换过程和覆盖过程的认识，它们的主要区别有哪些？考点三连续分配管理方式一、单项选择题1.在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间并与相邻空闲区合并，为此需要修改空闲区表，造成空闲区域减1的情况是（）。
第四章 内存管理
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第四章 内存管理
4.0 问题导入
在现代操作系统中同时有多个进程在运行，每 个进程的程序和数据都需要放在内存中，那么 程序员在编写程序时是否需要知道程序和数据 的存放位置呢？
如果不知道，那么多个进程同时在内存中运 行，每个进程应占用哪些空间呢，
如何保证各个进程占用的空间不冲突呢？ 内存空间如何进行分配和管理呢？
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第四章 内存管理
4.1 内存管理概述 4.2 内存管理的基础 4.3 连续内存分配存储方式 4.4 虚拟存储
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4.1 内存管理概述
4.1.1 存储结构
存储层次
➢ CPU寄存器
➢ 辅存：固定磁盘、可移动 介质
层次越高，访问速度越快，
价格也越高，存储容量也
最小
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4.1 内存管理概述
4.1.3 操作系统在内存中的位置
图4-2 仅有RAM时操作系统与用户程序的内存分配
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4.1 内存管理概述
4.1.3 操作系统在内存中的位置
图4-3 备有ROM时操作系统和用户程序之内存分配
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4.1 内存管理概述
4.1.3 操作系统在内存中的位置
多个小分区 适量中分区 少量大分区
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内存分配例子
分区号 大小(K) 起始地址(K) 状态
1
12
20
已分配
2
32
32
已分配
3
64
64
已分配
4
128
128
未分配
固定分区使用表
精品课件-微型计算机原理及应用(第二版)-第4章
第4章 存储系统
图4.2 6264全地址译码器
第4章 存储系统
图4.3 另一种译码电路
第4章 存储系统
2) 部分地址译码 部分地址译码就是只用部分地址线译码控制片选来决定 存储器地址。一种部分地址译码的连接电路原理图如图4.4 所示。
第4章 存储系统
图4.4 6264部分地址译码连接
第4章 存储系统
第4章 存储系统
2) 金属氧化物(MOS)RAM 用MOS器件构成的RAM又可分为静态读写存储器(SRAM)和 动态读写存储器(DRAM)。当前的微型计算机中均采用这种类 型的金属氧化物(MOS)RAM。 静态RAM的主要特点是，其存取时间为几到几百纳秒 (ns)，集成度比较高。目前经常使用的静态存储器每片的容 量为几十字节到几十兆字节。SRAM的功耗比双极型RAM低， 价格也比较便宜。
第4章 存储系统
CS1、CS2为两条片选信号引线。当两个片选信号同时有 效时，即 C=S01、CS2=1时，才能选中该芯片。不同类型的芯 片，其片选信号多少不一，但要选中芯片，只有使芯片上所有 片选信号同时有效才行。一台微型计算机的内存空间要比一块 芯片的容量大。在使用中，通过对高位地址信号和控制信号的 译码产生(或形成)片选信号，把芯片的存储容量放在设计者所 希望的内存空间上。简言之，就是利用片选信号将芯片放在所 需要的地址范围上。这一点，在下面的叙述中将会看到。
第4章 存储系统
2．存取时间 存取时间就是存取芯片中某一个单元的数据所需要的时 间。 当拿到一块存储器芯片的时候，可以从其手册上得到它的存 取时间。CPU在读写RAM时，它所提供给RAM芯片的读写时间 必须比RAM芯片所要求的存取时间长。如果不能满足这一点， 微型机则无法正常工作。 3．可靠性 微型计算机要正确地运行，必然要求存储器系统具有很 高的可靠性。内存的任何错误都足以使计算机无法工作。而 存储器的可靠性直接与构成它的芯片有关。目前所用的半导 体存储器芯片的平均故障间隔时间(MTBF)大概为5×106～ 1×108 h左右。
第4章 存储器管理练习答案
第四章存储器管理一、单项选择题1、存储管理的目的是（C ）。
A.方便用户B.提高内存利用率C.方便用户和提高内存利用率D.增加内存实际容量2、在（ A）中，不可能产生系统抖动的现象。
A.固定分区管理B.请求页式管理C.段式管理D.机器中不存在病毒时3、当程序经过编译或者汇编以后，形成了一种由机器指令组成的集合，被称为（B ）。
A.源程序B.目标程序C.可执行程序D.非执行程序4、可由CPU调用执行的程序所对应的地址空间为（D ）。
A.符号名空间B.虚拟地址空间C.相对地址空间D.物理地址空间5、存储分配解决多道作业[1C]划分问题。
为了实现静态和动态存储分配，需采用地址重定位，即把[2C]变成[3D]，静态重定位由[4D]实现，动态重定位由[5A]实现。
供选择的答案：[1]：A 地址空间 B 符号名空间 C 主存空间 D 虚存空间[2]、[3]： A 页面地址 B 段地址 C 逻辑地址 D 物理地址 E 外存地址 F 设备地址[4]、[5]： A 硬件地址变换机构 B 执行程序 C 汇编程序D 连接装入程序E 调试程序F 编译程序G 解释程序6、分区管理要求对每一个作业都分配（A ）的内存单元。
A.地址连续B.若干地址不连续C.若干连续的帧D.若干不连续的帧7、（C ）存储管理支持多道程序设计，算法简单，但存储碎片多。
A.段式B.页式C.固定分区D.段页式8、处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为（ B）字节。
A.2GBB.4GBC.100KBD.640KB9、虚拟存储技术是（ A）。
A.补充内存物理空间的技术B.补充相对地址空间的技术C.扩充外存空间的技术D.扩充输入输出缓冲区的技术10、虚拟内存的容量只受（ D）的限制。
A.物理内存的大小B.磁盘空间的大小C.数据存放的实际地址D.计算机地址字长11、虚拟存储技术与（A ）不能配合使用。
A.分区管理B.动态分页管理C.段式管理D.段页式管理12、（B ）指将作业不需要或暂时不需要的部分移到外存，让出内存空间以调入其他所需数据。
操作系统第4章练习题
第4章存储器管理4.1 典型例题解析【例1】某系统采用动态分区分配方式管理内存，内存空间为640K，高端40K用来存放操作系统。
在内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。
对下列的请求序列：作业1申请130K、作业2申请60K、作业3申请100K、作业2释放60K、作业4申请200K、作业3释放100K、作业1释放130K、作业5申请140K、作业6申请60K、作业7申请50K、作业6释放60K，请分别画图表示出使用首次适应算法和最佳适应算法进行内存分配和回收后内存的实际使用情况。
答：使用首次适应算法和最佳适应算法进行上述内存的分配和回收后，内存的实际使用情况分别如图(a)和(b)所示。
（a ）(b) 【例2】对一个将页表存放在内存中的分页系统:（1）如访问内存需要0．2μs ，有效访问时间为多少?（2）如果加一快表，且假定在快表中找到页表项的机率高达90％，则有效访问时间又是多少(假定查快表需花的时间为0)? 答：（1）有效访问时间为：2×0．2=0．4μs （2）有效访问时间为：0．9×0．2+(1—0．9)×2×0．2＝0．22 ps 。
【例3】某系统采用页式存储管理策略，拥有逻辑空间32页，每页2K ，拥有物理空间1M 。
（1）写出逻辑地址的格式。
（2）若不考虑访问权限等，进程的页表有多少项?每项至少有多少位? （3）如果物理空间减少一半，页表结构应相应作怎样的改变? 答：（1）该系统拥有逻辑空间32页，故逻辑地址中页号必须用5位来描述：而每页为 2K ，因此，页内地址必须用11位来描述，这样可得到它的逻辑地址格式如下： 等，则页表项中只需给出页所对应的物理块块号，1M 的物理空间可分成29个内存块，故每个页表项至少有9位(3)如果物理空间减少一半，则页表中页表项数仍不变，但每项的长度可减少1位。
【例4】已知某分页系统，主存容量为64K ，页面大小为1K ，对一个4页大的作业，其0、l 、2、3页分别被分配到主存的2、4、6、7块中。
操作系统题目第4章
第四章 存储器管理1、对如图所示的内存分配情况(其中，阴影部分表示已占用块，空白部分表示空闲块)，若要申请一块40KB 的内存，对于最佳适应算法，给出分配区域的首地址（ ）。
A 、100KBB 、190KBC 、330KBD 、410KB2、如右图所示中，若要申请一块40KB 的内存，使首地址最大的分配算法（）。
A 、首次适应算法B 、最佳适应算法C 、最坏适应算法D 、循环首次适应算法3、下列算法中产生“抖动”现象的是（ ）。
A 、先进先出页面置换算法(FIFO)B 、最近最久未使用(LRU)置换算法C 、最不经常使用(LFU)置换算法D 、最佳(Optimal)置换算法4、存储管理是对内存中（ ）区域进行管理。
A 、整个内存B 、供用户使用的C 、供系统使用的D 、供程序使用的5、下面是关于存储器管理功能的论述，正确的论述是（ ）和（ ）。
A 、内存分配最基本的任务是为每道程序分配内存空间，其他追求的主要目标是提高存储空间的利用率。
B 、为了提高内存保护的灵活性，内存保护通常由软件实现。
C 、对换技术已不是现代操作系统中常用的一种技术。
D 、地址映射是指将程序空间中的逻辑地址变为内存空间的物理地址。
E 、虚拟存储器是在物理上扩充内存容量。
6、在下列存储管理方案中，不适用于多道程序的是（ ）。
A 、单一连续分配B 、固定分区分配C 、动态重定位分区分配D 、段页式存储分配7、在固定分区存储管理中，每个分区的大小是（ ）。
A 、相同的B 、可以不同但作业长度固定C 、可以不同但预先固定D 、根据用户要求而定0KB100KB 180KB 190KB 280KB 330KB 390KB410KB 512KB8、在固定分区管理中，为了提高内存的利用率，可采用如下技术（）。
A、按经常出现的作业大小来划分分区B、划分分区都相同C、不同请求队列中的作业可以申请相同的分区D、大作业可以申请多个分区9、采用固定分区管理的最大缺点是（）。
计算机组成原理 第4章 内存
4.1.3 按内存模块的不同标准分类
1. SDRAM（Synchronous DRAM，同步动 态随机存储器） SDRAM的工作频率与系统总线频率是同 步的，数据信号在每个脉冲的上升沿处传送 出去，其工作原理示意图，如图4-9所示。
图4-9 PC100 SDRAM工作原理示意图
2. DDR SDRAM（Dual Date Rate SDRAM， 双倍速率SDRAM） DDR SDRAM与SDRAM一样，也是与系 统总线时钟同步的。DDR内存采用100MHz 的核心频率，通过两条线路同步传输到I/O缓 存区（I/O Buffers），实现200MHz的数据 传输频率。由于是两路传输，所以可以预读 2bit数据。DDR SDRAM的工作原理示意图， 如图4-10所示。
1. ROM ROM是一种不靠电源保持数据，只能读取， 而不能随意改变内容的内存。ROM常用于存 储不需要经常更新的重要的信息，ROM中的 数据即使断电也不会丢失，例如主板的BIOS。 根据ROM的工作原理，又分为以下3类。 (1) ROM（掩模式只读存储器） (2) PROM（Programmable ROM，可编程 ROM） PROM芯片的外观，如图4-1所示。
4.1.2 按内存的外观分类
目前微机配件的DRAM有两种形式。 1. 双列直插封装内存芯片 DIP芯片一般用于286以下的微机，现在 只有在显示卡、硬盘等配件上才能见到它们， 如图4-5所示。
图4-5 DIP内存芯片
2. 内存条（内存模块） 内存条主要有两种接口类型：SIMM （Single Inline Memory Module，单边接触内 存模组），早期的30线、72线的内存条属于这 种接口类型；DIMM（Dual Inline Memory Module，双边接触内存模组），这种类型接口 的内存条的两边都有引脚。168线的SDRAM、 184线的DDR SDRAM、240线的DDR2 SDRAM内存条属于DIMM接口类型。所谓内存 条线数即是指引脚数。 SDRAM内存条用在Pentium II/III级别的微机 上，称SDRAM，常见容量有32MB、64MB、 128MB和256MB，如图4-6所示。
微机原理 第4章
可擦除可编程的ROM（EPROM）
特点：芯片的上方有一个石英玻璃的窗口，通过紫 外线照射，芯片电路中的浮空晶栅上的电荷会形成光 电流泄漏走，使电路恢复起始状态，从而将写入的信 号擦去。
顶部开有一个圆形的石英窗口，用于紫外线透过擦除 原有信息 一般使用专门的编程器（烧写器）编程 编程后，应该贴上不透光封条
扩充存储器的数据宽度
用8b*32K的 EPROM芯片 27C256进行字节 数扩充，组成8b *64K的EPROM子 系统
RAS
动态RAM的刷新：
为保持电容CS中的电 荷不丢失，必须对动 态RAM不断进行读出 和再写入 CD数据线上分布电容
TS门控管
DRAM控制器的原理图
DRAM控制器的功能： （1）时序功能 （2）地址处理功能 （3）仲裁功能 P136
4.1.4 随机存取存储器RAM 1.SRAM 速度快 不需要刷新 片容量低 功耗大 2.DRAM 片容量高 需要刷新
4.选择存储器件的考虑因素
① 易失性：电源断开之后，存储器的内容是否 丢失。 ② 只读性 ③ 存储容量：每个芯片中的存储单元的总数。 ④ 速度：用存储器访问时间来衡量。访问时间 是指存储器接收到稳定地抵制信号到完成操作 的时间。 ⑤ 功耗
5. 半导体存储器的特点与分类
半导体存储器的特点： 1. 速度快，储存时间为ns级 2. 集成化 3. 非破坏性读出 半导体存储器分类: A. 从器件组成角度： 1.双极性存储器TTL（Transistor- Transistor Logic）， 特点是速度快，功耗较低，集成度低。 2.单极性存储器是用MOS（Metal-Oxide-Semiconductor） 制成的存储器， 特点是集成度高，功耗低，价格便宜。
操作系统第四章答案
第四章存储器管理. 为什么要配置层次式存储器？答：这是因为：.设置多个存储器可以使存储器两端地硬件能并行工作..采用多级存储系统，特别是技术，这是一种减轻存储器带宽对系统性能影响地最佳结构方案..在微处理机内部设置各种缓冲存储器，以减轻对存储器存取地压力.增加中寄存器地数量，也可大大缓解对存储器地压力.、可采用哪几种方式将程序装入内存？它们分别适用于何种场合？答：（）绝对装入方式：绝对装入方式只能将目标模块装入到内存中事先指定地位置.在多道程序环境下，编译程序不可能预知所编译地目标模块应放在内存地何处，困此，绝对装入方式只适用于单道程序环境.（）可重定位装入方式：在多道程序环境下，所得到地目标模块地起始地址通常是从开始地，程序中地其它地址也都是相对于起始地址计算地.此时应采用可重定位装入方式，根据内存地当前情况，将装入模块装入到内存地适当位置.（）动态运行时装入方式：可重定位装入方式可将装入模块装入到内存中任何允许地位置，故可用于多道程序环境；但这种方式并不允许程序运行时在内存中移动位置.、何谓静态链接？何谓装入时动太链接和运行时地动态链接？答：、静态链接：在程序运行之前，先将各目标模块及它们所需地库函数，链接成一个完整地装配模块，以后不再拆开，我们把这种事先进行链接地方式称为静态链接方式、装入时动态链接：这是指将用户源程序编译后所得到地一组目标模块，在装入内存时，采用边装入边链接地链接方式.、运行时动态链接：这是指对某些目标模块地链接，是在程序执行中需要该（目标）模块时，才对它进行地链接.、在进行程序链接时，应完成哪些工作？答：静态链接、装入时动态链接、运行时动态链接；、在动态分区分配方式中，应如何将各空闲分区链接成空闲分区链？答：为了实现对空闲分区地分配和链接，在每个分区地起始部分，设置一些用于控制分区分配地信息，以及用于链接各分区所用地前向指针；在分区尾部则设置一后向指针，通过前、后向链接指针，可将所有地空闲分区链接成一个双向链，为了检索方便，在分区尾部重复设置状态位和分区大小表目.当分区被分配出去以后，把状态位由“”改为“”，此时，前、后向指针已无意义.、为什么要引入动态重定位？如何实现？答：. 为了在程序执行过程中，每当访问指令或数据时，将要访问地程序或数据地逻辑地址转换成物理地址，引入了动态重定位.. 可在系统中增加一个重定位寄存器，用它来装入(存放)程序在内存中地起始地址，程序在执行时，真正访问地内存地址是相对地址与重定位寄存器中地地址相加而形成地,从而实现动态重定位.、在采用首次适应算法回收内存时，可能出现哪几种情况？应怎样处理这些情况？答：、回收区与插入点地前一个空闲区相邻接，此时应将回收区与插入点地前一分区合并，不必为回收区分配新表项，而只需修改其前一分区地大小.、回收区与插入点地后一个空闲区相邻接，此时可将两分区合并，形成新地空闲区，但用回收区地首址作为新空闲区地首址，大小为两者之和.、回收区同时与插入点地前、后两个空闲区邻接，此时可将三个分区合并，使用前一个分区地表项和首址，取消后一个分区地表项，大小为三者之和.、回收区既不与前一个分区相邻接，也不与后一个分区相邻接，这时应为回收区单独建立一新表项，填写回收区地首址和大小，并根据其首址插入到空闲链中地适应位置.. 分区存储管理中常采用哪些分配策略？比较它们地优缺点.答：分区存储管理中常采用地分配策略有：首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法..首次适应算法地优缺点：保留了高址部分地大空闲区，有利于后到来地大型作业地分配；低址部分不断被划分，留下许多难以利用地、小地空闲区，且每次分区分配查找时都是从低址部分开始，会增加查找时地系统开销..循环首次适应算法地优缺点：使内存中地空闲分区分布得更为均匀，减少了查找时地系统开销；缺乏大地空闲分区，从而导致不能装入大型作业..最佳适应算法地优缺点：每次分配给文件地都是最适合该文件大小地分区；内存中留下许多难以利用地小地空闲区..最坏适应算法地优缺点：给文件分配分区后剩下地地空闲区不至于太小，产生碎片地几率最小，对中小型文件分配分区操作有利；使存储器中缺乏大地空闲区，对大型文件地分区分配不利.. 在系统中引入对换后可带来哪些好处？答：能将内存中暂时不运行地进程或暂时不用地程序和数据，换到外存上，以腾出足够地内存空间，把已具备运行条件地进程或进程所需地程序和数据换入内存，从而大大地提高了内存地利用率.、为实现对换，系统应具备哪几方面地功能？答：兑换空间地管理，进程地换出，进程地换入.、在以进程为单位进行对换时，每次是否都将整个进程换出？为什么？答：. 以进程为单位进行对换时，每次都将整个进程换出；. 目地为了解决内存紧张地问题，提高内存地利用率.、为实现分页存储管理，需要哪些硬件支持？答：需要一台具有一定容量地内存及外存地计算机系统外，页表机制、缺页中断机构以及地址变换机构.、较详细地说明引入分段存储管理是为了满足用户哪几方面地需要.答：方便编程、信息共享、信息保护、动态增长、动态链接.、在具有快表地段页式存储管理方式中，如何实现地址变换？答：物理地址该段在主存地起始地址页框号*大小页内地址.. 为什么说分段系统较之分页系统更易于实现信息共享和保护?答：.对于分页系统，每个页面是分散存储地，为了实现信息共享和保护，则页面之间需要一一对应起来，为此需要建立大量地页表项；.而对于分段系统，每个段都从开始编址，并采用一段连续地地址空间，这样在实现共享和保护时，只需为所要共享和保护地程序设置一个段表项，将其中地基址与内存地址一一对应起来即可.、分页和分段存储管理有何区别？答：主要表现在（）页是信息地物理单位，分页是为实现离散分配方式，以消减内存地外零头，提高内存地利用率.或者说，分页仅仅是由于系统管理地需要而不是用户地需要.段则是信息地逻辑单位，它含有一组其意义相对完整地信息.分段地目地是为了能更好地满足用户地需要.（）页地大小固定且由系统决定，由系统把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，是由机器硬件实现地，因而在系统中只能有一种大小地页面；根据信息地性质来划分.（）分页地作业地址空间是一维地，即单一地线性地址空间，程序员只需利用一个记忆符，即可表示一个地址；而分段地作业地址空间则是二维地，程序员在标识一个地址时，即需给出段名，又需给出段内地址.. 试全面比较连续分配和离散分配方式.答：（）连续分配是指为一个用户程序分配一个连续地地址空间，包括单一连续分配方式和分区式分配方式，前者将内存分为系统区和用户区，系统区供操作系统使用，用户区供用户使用，是最简单地一种存储方式，但只能用于单用户单任务地操作系统中；分区式分配方式分为固定分区和动态分区，固定分区是最简单地多道程序地存储管理方式，由于每个分区地大小固定，必然会造成存储空间地浪费；动态分区是根据进程地实际需要，动态地为之分配连续地内存空间，常用三种分配算法: 首次适应算法，该法容易留下许多难以利用地小空闲分区，加大查找开销；循环首次适应算法，该算法能使内存中地空闲分区分布均匀，但会致使缺少大地空闲分区；最佳适应算法，该算法也易留下许多难以利用地小空闲区；（）离散分配方式基于将一个进程直接分散地分配到许多不相邻地分区中地思想，分为分页式存储管理，分段存储管理和段页式存储管理. 分页式存储管理旨在提高内存利用率，满足系统管理地需要，分段式存储管理则旨在满足用户(程序员)地需要，在实现共享和保护方面优于分页式存储管理，而段页式存储管理则是将两者结合起来，取长补短，即具有分段系统便于实现，可共享，易于保护，可动态链接等优点，又能像分页系统那样很好地解决外部碎片地问题，以及为各个分段可离散分配内存等问题，显然是一种比较有效地存储管理方式；、虚拟存储器有哪些特征？其中最本质地特征是什么？答：多次性、对换性、虚拟性；值得说明地是，虚拟性是以多次性和对换性为基础地，或者说，仅当系统允许将作业分多次调入内存，并能将内存中暂时不运行地程序和数据换至盘上时，才有可能实现虚拟存储器；而多次性和对换性又必须建立在离散分配地基础上.. 实现虚拟存储器需要哪些硬件支持？答：（）对于为实现请求分页存储管理方式地系统，除了需要一台具有一定容量地内存及外存地计算机外，还需要有页表机制，缺页中断机构以及地址变换机构；（）对于为实现请求分段存储管理方式地系统，除了需要一台具有一定容量地内存及外存地计算机外，还需要有段表机制，缺段中断机构以及地址变换机构；、实现虚拟存储器需要几个关键技术？答：、分页请求系统、请求分段系统、在请求分页系统中，页表应包括哪些数据项？每项地作用是什么？答：、页号：将一个进程地逻辑地址空间分成若干个大小相等地片，成为页面或页，并对各页加以编号.、物理块号：内存空间分成与页大小相等地物理块，对物理块进行编号.、状态位：用于指示该页是否已调入内存，供程序访问时参考.、访问字段：用于记录本页在一段时间内被访问地次数，或记录本页最近已有多长时间未被访问.、修改位：表示该页调入内存是否被修改过.、外存地址：用于指示该页在外存上地地址，通常是物理块号，供调入该页时参考.、在请求分页系统中，应从何处将所需页面调入内存？答：外存.、在请求分页系统中，常采用哪几种页面置换算法？答：先来先服务，最近最久未使用，最佳置换算法.. 在请求分页系统中，通常采用哪种页面分配方式？答：三种分配方式：固定分配局部置换、可变分配全局置换、可变分配局部置换. . 在一个请求分页系统中，采用页面置换算法时，假如一个作业地页面走向为、、、、、、、、、、、，当分配给该作业地物理块数分别为和时，试计算在访问过程中所发生地缺页次数和缺页率，并比较所得结果.答：时，采用页面置换算法地缺页次数为次，缺页率为；时，采用页面置换算法地缺页次数为次，缺页率为.由此可见，增加分配给作业地内存块数，反而增加了缺页次数，提高了缺页率，这种现象被称为是现象.、实现算法所需要地硬件支持是什么？答：寄存器、栈.. 试说明改进型置换算法地基本原理.答：基本原理：在将一个页面换出时，如果该页已被修改过，便须将该页重新写回到磁盘上；但如果该页未被修改过，则不必将它写回磁盘上.在改进型算法中，除需考虑页面地使用情况外，还须再增加一个因素，即置换代价，这样，选择页面换出时，既要是未使用过地页面，又要是未被修改过地页面.、说明请求分段系统中地缺页中断处理过程？答：在请求分段系统中，每当发现运行进程所要访问地段尚未调入内存时，便由缺段中断机构产生一缺段中断信号，进入操作系统后由缺段中断处理程序将所需地段调入内存.缺段中断机构与缺页中断机构类似，它同样需要在一条指令地执行期间，产生和处理中断，以及在一条指令执行期间，可能产生多次缺段中断.缺段中断地处理过程如图所示.、如何实现分段共享？答：对于一个共享段，不同地进程可以各用不同地段号去共享该段.。
第4章_内存管理
（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。
（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。
相应地，将内存空间划分成与页相同大小的 若干个物理块，称为块或页帧。 在为进程分配内存时，将进程中若干页分别 装入多个不相邻接的块中。
4.3.1 页式管理概述
2.地址结构： 分页系统的地址结构由两部分组成：前一部分 为页号P；后一部分为位移量W，即页内位移。 在下图中地址为32位，其中0～11位为页内位 移（每页的大小为4K），12～31位为页号，所以允 许地址空间的大小最多为1M个页。
地址重定位的原因是什么?
因为程序在装入内存后，其逻辑地 址和物理地址不一致。
源程序 （名空间）
0
逻辑地址空间
物理地址空间
BA=1000
Load A data1
100
Load A 200
Load A 200
编译 连接
data1 3456 200 3456
地址映射
第4章内存管理作业题参考答案
第4章内存管理作业题作业题题1 根据作业在本次分配到的内存起始地址将目标代码装到指定内存地址中,并修改所有有关地址部分的值的方法称为_________方式。
A.固定定位B.静态重定位C.动态重定位D.单一连续重定位题2在下列存储管理算法中，内存的分配和释放平均时间之和为最大的是______.A.首次适应法B.循环首次适应法C.最佳适应法D.最差适应法题3以下分配方案中，________不适于多道系统。
A.单一连续区管理B.固定分区管理C.可变分区管理D.页式存储管理题4可变式分区又称为动态分区,它是在系统运行过程中______时动态建立的.A.在作业未装入B.在作业装入C.在作业创建D.在作业完成题5采用可重入程序是通过使用______的方法来改善响应时间的。
A. 减少用户数目B. 减少对换信息量C.改变时间片长短D. 加快对换速度题6什么是动态重定位? 它有什么特点?（见教材）题7某操作系统采用分区存储管理技术。
操作系统在低地址占用了100KB的空间，用户区主存从100KB处开始占用512KB。
开始时,用户区全部空闲，分配时截取空闲分区的低地址部分作为已分配区。
在执行申请、释放操作序列后，请求300KB、请求100KB、释放300KB、请求150KB、请求50KB、请求90KB，请回答以下问题。
（1）若采用首次适应分配算法此时主存中有哪些空闲分区?请求300k；地址块100~399被占用；地址块400~612空闲。
请求100k；地址块100~399、400~499被占用；地址块500~612空闲。
请求300k；地址块400~499被占用；地址块100~399、500~612空闲。
请求150k；地址块100~249、400~499被占用；地址块250~399、500~612空闲。
请求50k；地址块100~249、250~299、400~499被占用；地址块300~399、500~612空闲。
请求90k；地址块100~249、250~300、300~389、400~499被占用；地址块390~399、500~612.产生空闲块两个，块1，首地址390，块大小为10kb；块2，首地址500，块大小为112kb。
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4.2.2内存条
第四章
内存
4.2.2 SIMM 内存
30根引脚的SIMM 内存
72根引脚的SIMM内存
4.2.3 EDO DRAM内存
第四章
内存
4.2.4 SDRAM 内存
第四章
内存
4.2.5 Rambus DRAM内存
第四章
内存
4.2.6 DDR内存
DDR266内存
DDR333内存
DDR400Βιβλιοθήκη 存清华大学出版社计算机组装与系统维护技术
秦杰
第四章
内存
第四章
内存
第四章
内存
本章重点内容
熟悉存储器工作原理 了解内存的发展历史及相应产品类型 掌握内存的结构组成以及主要技术指标
第四章
内存
4.1存储系统概述
存储系统是计算机中存放程序和数据的各种存储设备、控制部件及 管理信息调度的设备（硬件）和算法（软件）的总称。 计算机存储系统为层次结构，由高层到低层分别称为寄存器堆、高 速缓冲存储器（Cache）、主存储器简称主存（main memory）（或内 存）和外存（secondary memory）也称辅助存储器。
第四章
内存
4.2 内存的发展历程
4.2.1 内存芯片
最早的内存是以磁芯的形式排列在线路上，每个磁芯与晶体管组成的一 个双稳态电路作为一比特（BIT)的存储器。后来出现了焊接在主板上集成内 存芯片，以内存芯片的形式为计算机的运算提供直接支持。那时的内存芯片 容量都特别小，最常见的是256K×1bit、1M×4bit。
第四章
内存
存储器的分类
通常所说的存储系统主要指内存和外存。 外存通常是磁性介质或光盘，如硬盘，U盘、光盘、软盘，磁 带等，能长期保存信息，数据存取速度与CPU相比慢的多。 内存是相对于外存而言，因其安装在计算机主机内部，故称 为内存。在计算机运行过程中，内存主要存放当前正在使用的 （即执行中）的数据和程序，内存是由一组或多组具备数据输入 输出和数据存储功能的集成电路芯片组成的，相对于外存而言， 内存具有速度快、容量小、断电信息会丢失等特点。
第四章
内存
4.2.7 DDR2内存
4.2.8 DDR3内存
第四章
内存
4.3 笔记本内存
笔记本使用的内存与台式机内存在性能上没有差异，但接口有所 不同，目前笔记本内存采用的基本上是DDR2和DDR3内存条，其 DIMM插槽接口为200针，图为两个DDR2和DDR3内存条，注意其引 脚缺口的差异。
第四章
内存
4.4 内存条结构
内存条主要由芯片（颗粒）和PCB电路板两大部分构成，其中 PCB电路板表面还分布有很多电容、电阻等元气件。
PCB 电容 金手指
内存颗粒空位
卡槽
SPD
内存芯片
固定卡口
第四章
内存
4.5 内存条的技术指标
1．容量 2．存取时间 3．内存频率 4．CL 5．带宽 6．物理Bank 7．Parity (奇偶校验) 8．ECC（Error Correcting Code）错误更正码 9．芯片密度 10．内存电压
第四章
内存
4.6 内存条的选购
1．按需购买 2．识别真假 3．仔细察看电路板 4. 看品牌 5. 售后服务
第四章
内存
本章教学要求
习题4
1、2
第四章
内存
DRAM 内存中最为常见的一种存储器是动态随机存取存储器 （DRAM），在DRAM中晶体管和电容器合在一起就构成一 个存储单元，代表一个数据位元。电容器保存信息位——0 或1。晶体管起到了开关的作用，它能让内存芯片上的控制 线路读取电容上的数据，或改变其状态。动态RAM需要不 间断地进行刷新，否则就会丢失它所保存的数据。这一刷新 动作的缺点就是费时，并且会降低内存速度。