第18讲 存储器管理之请求分段存储管理方式

第十八讲存储器管理之请求分段存储管理方式

1引言

概述：请求分段存储管理系统也与请求分页存储管理系统一样，为用户提供了一个比内存空间大得多的虚拟存储器。虚拟存储器的实际容量由计算机的地址结构确定。

思想：在请求分段存储管理系统中，作业运行之前，只要求将当前需要的若干个分段装入内存，便可启动作业运行。在作业运行过程中，如果要访问的分段不在内存中，则通过调段功能将其调入，同时还可以通过置换功能将暂时不用的分段换出到外存，以便腾出内存空间。

2请求分段中的硬件支持

请求分段需要的硬件支持有：段表机制、缺页中断机构、地址变换机构。

段表机制

说明：

存取方式：存取属性（执行、只读、允许读/写）

访问字段A：记录该段被访问的频繁程度

修改位M：表示该段在进入内存后，是否被修改过。

存在位P：表示该段是否在内存中。

增补位：表示在运行过程中，该段是否做过动态增长。

外存地址：表示该段在外存中的起始地址。

缺段中断机构

当被访问的段不在内存中时，将产生一缺段中断信号。其缺段中断的处理过程如图：

地址变换机构

3分段的共享和保护

为了实现分段共享，设置一个数据结构——共享段表，以及对共享段进行操作的过程。

共享段表

说明:所有的共享段都在共享段表中对应一个表项。其中：

共享进程计数器count：记录有多少个进程需要共享该分段，设置一个整型变量count。

存取控制字段：设定存取权限。

段号：对于一个共享段，不同的进程可以各用不同的段号去共享该段。

共享段的分配和回收

共享段的分配

基本过程：在为共享段分配内存时，对第一个请求使用该共享段的进程，由系统为该共享段分配一物理区，再把共享段调入该区，同时将该区的始址填入请求进程的段表的相应项中，还须在共享段表中增加一表项，填写有关数据，把count置为1；之后，当又有其它进程需要调用该共享段时，由于该共享段已被调入内存，故此时无须再为该段分配内存，而只需在

调用进程的段表中，增加一表项，填写该共享段的物理地址；在共享段的段表中，填上调用进程的进程名、存取控制等，再执行count∶=count+1操作，以表明有两个进程共享该段。就是：

▪第一次访问：分配内存

（1）增加共享段表；（2）修改进程段表。

▪第二次访问：不用在分配内存了，因为已经把共享段调入内存

（1）修改共享段表；（2）修改进程段表。

回收

基本过程：当共享此段的某进程不再需要该段时，应将该段释放，包括撤消该进程段表中共享段所对应的表项，以及执行count∶=count—1操作。若结果为0，则须由系统回收该共享段的物理内存，以及取消在共享段表中该段所对应的表项，表明此时已没有进程使用该段；否则(减1结果不为0)，则只是取消调用者进程在共享段表中的有关记录

回收： count∶=count—1

（1）count=0 系统回收该共享段的物理内存，以及取消在共享段表中该段所对应的表项，表明此时已没有进程使用该段

（2）count< >0 取消调用者进程在共享段表中的有关记录，还有进程在使用该共享段。

4分段保护

在分段系统中，由于每个段在逻辑上是独立，因而比较容易实现信息保护。目前分段管理的保护主要有三种：

地址越界保护

先利用段表寄存器中的段表长度与逻辑地址中的段号比较，若段号超界则产生越界中断；再利用段表项中的段长与逻辑地址中的段内位移进行比较，若段内位移大于段长，也会产生越界中断。注：在允许段动态增长的系统中，允许段内位移大于段长。

访问控制保护（存取控制保护）

在段表中设置了一个存取控制字段，用于规定对该段的访问方式。

环保护机构

环的构成：OS核心在内环；重要的实用程序和操作系统服务在中间环；一般应用程序在外环。

在环系统中，程序的访问和调用应遵循一定的规则：

（1）一个程序可以访问同环或较低特权环中的数据；

（2）一个程序可以调用同环或较高特权环中的服务；

练习：

1重定位是指；重定位的方式有两种：

从作业的逻辑地址到物理地址的转换过程。

静态重定位和动态重定位。

2 如果一个程序为多个进程所共享，那么该程序的代码在执行的过程中不能被修改即程序应该是：

可重入码

3 若计算机CPU给出的有效地址长度为32位,内存为32M，则该机的存储空间为M，作业的地址空间为：

32M，232B。

4 把作业装入内存时随即进行地址变换的方式称为；而在作业执行期间，当访问到指令或数据时才进行地址变换的方式称为。

静态重定位；动态重定位。

5动态重定位的特点是：

由硬件实现，在运行过程中进行地址变换。

6 用户程序中的地址称为逻辑地址，逻辑地址的集合称为；内存中的地址称为物理地址，物理地址的集合称为。

地址空间；存储（物理）空间。

7 在动态分区分配算法中，首次适应算法倾向于优先利用内存中的地址部分的空闲分区，从而保留了地址部分的大空闲区。

低；高。

8 在分区管理中的移动（紧缩）技术可以集中，消除。

空闲分区，外碎片。

9 最佳适应算法是将作业放置到：

能满足要求的最小空闲。

10 最佳适应算法的空闲区是按顺序排列的。首次适应算法的空闲区是按顺序排列的。

大小递增。地址递增。

11 采用交换技术获得的好处是以牺牲为代价的。

CPU时间。

12 设有8页的逻辑空间，每页有1024B，它们被影射到32块的物理内存中，那么逻辑地址的有效位是；物理地址至少。

13；15。

13 在分页存储管理系统中，程序员编制的程序，其地址空间是连续的，分页是由完成的。

系统。

14 采用段式存储管理的系统中，若地址用24位表示，其中8位表示段号，则允许每段的最大长度是：

2^16B。

15 在段页式存储管理中，是将作业分段，段内分页。分配以页为单位，在不考虑使用联想寄存器的情况下，每条访问内存的指令需要次访问内存？其中第次是查作业的页表。

3；2。

16 在某个采用页式存储管理的系统中，现有J1，J2，J3共三个作业同驻内存。其中J2有