存储器管理之请求分页存储管理方式

合集下载

分页存储管理

非连续分配方式1．基本内容：页式存储管理基本思想、数据结构、地址转换过程。

段式存储管理以及段页式存储管理。

2．学习要求：；掌握页式存储管理、段式存储管理以及段页式存储管理的实现原理、数据结构、地址转换机构等内容。

3．教学要求：本单元共安排4学时。

采用教员课堂讲授方法实施教学。

该部分内容抽象，是本章学习重点与难点。

课后可通过课程设计使学员加深对于抽象理论的理解和掌握。

4．重点：各种管理实现原理、数据结构、地址转换机构。

5．难点：段式存储管理。

分页存储管理可重定位分区分配虽然可以解决碎片和共享问题，但由于信息的大量移动而损失了许多宝贵的CPU时间，且存储用户的作业受到实际存储容量的限制。

多重分区分配虽在一定程度上解决了这些问题，但由于要求各分区设置分段的重定位寄存器，存储分配策略较复杂，且需较多的硬件支持。

分页式管理技术通过地址转换机制，能明显消除内、外存之间的差别，将外存看作内存的扩充和延伸。

并能很好解决“外零头”的问题。

一、分页在储管理实现的基本思想：在分页存储管理中，将每个作业的逻辑地址空间分为大小相同的块，称为虚页面或页（page）,通常页面大小为2的整数次幂（512K~4K）。

同样地，将物理空间也划分为与页面大小相等的块，称之为存储块或页框（page frame），为作业分配存储空间时，总是以页框为单位。

例如：一个作业的地址空间有M页，那么只要分配给它M个页框，每一页分别装入一个页框即可。

纯分页系统的定义：指在调度一个作业时，必须把它的所有页一次装入到主存的矾框。

若当时页框数不足，则该作业必须等待，系统再调度其他作业。

这里，并不要求这些页框是相邻的。

即连续逻辑地址空间的页面，通过页面地址转换机构可以映射到不连续的内存块中。

对地址空间的分页是由系统自动进行的，其逻辑地址由相对页号和页内位移量（页内地址）两部分组成（下面a）。

图中设逻辑地址长度为16位，可表示64K的逻辑地址空间。

物理地址也由块号及块内移量（块内地址）两部分组成（下图b）。

16存储管理5请求页式管理请求段式管理2

7
0
采用最佳置换算法，只发生了6次页面置换，发生了9次缺页中断。缺页率=9/21
17
2、先进先出页面置换算法（FIFO）这是最早出现的置换算法，这种算法总是淘汰最先进入内存的页面，选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。
18
采用FIFO算法进行页面置换时的情况。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 1 7 0 1 7 7 0 7 2× 2 2 4× 4 4 0× 0 0 7× 7 7 0 0 3× 3 3 2× 2 2 1× 1 1 0× 0 1 1 1 0× 0 0 3× 3 3 2× 2 2 1× 3 4 5 6 7 8 9 10 11-13 14 15-18 19 20 21
次数减少；不同的计算机系统，有不同页面大小；
11
（3）程序的编制方法
例：程序要把128×128的数组初值置“0”，数组中每一个元素为一个字，假定页面大小为128个字，数组中的每一行元素存放一页，能供该程序使用的主存块只有1块。初始时第一页在内存；程序编制方法1：程序编制方法2： For j:=1 to 128 For i:=1 to 128 For i:=1 to 128 For j:=1 to 128 A[i][j]:=0; A[i][j]:=0; 按列：缺页中断次数：按行：缺页中断次数 128-1 128×128－1
21
D A D A C D B C + +
B B A D +
E E B A +
A B C D E E E C D D B B E C C A A B E E + +

第16讲存储器管理之请求分页存储管理方式

第十六讲存储器管理之请求分页存储管理方式1 基本概述请求分页管理是建立在基本分页基础上的，为了能支持虚拟存储器而增加了请求调页功能和页面置换功能。

基本原理：地址空间的划分同页式；装入页时，可装入作业的一部分(运行所需)页即可运行。

2 请求分页的硬件支持为实现请求分页，需要一定的硬件支持，包括：页表机制、缺页中断机构、地址变换机构。

2.1 页表机制作用：将用户地址空间的逻辑地址转换为内存空间的物理地址。

因为请求分页的特殊性，即程序的一部分调入内存，一部分仍在外存，因此页表结构有所不同。

如图：说明：（1）状态位P：指示该页是否已调入内存。

（2）访问字段A：记录本页在一段时间内被访问的次数或最近未被访问的时间。

（3）修改位M：表示该页在调入内存后是否被修改过。

若修改过，则换出时需重写至外存。

（4）外存地址：指出该页在外存上的地址。

2.2 缺页中断机构在请求分页系统中，每当所要访问的页面不在内存时，便产生缺页中断，请求OS将所缺的页调入内存。

缺页中断与一般中断的区别：（1）在指令执行期间产生和处理中断信号（2）一条指令在执行期间，可能产生多次缺页中断2.3 地址变换机构请求分页系统的地址变换机构。

是在分页系统地址变换机构的基础上，又增加了一些功能。

例：某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页1KB，主存16KB。

假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分别分配的物理块号为5、10、4、7，试将虚拟地址0A5C和093C 变换为物理地址。

解：虚拟地址为：页号（2^5=32）5位页内位移（1K =2^10=1024）10位物理地址为物理块号（2^4=16）4位因为页内是10 位，块内位移（1K =2^10=1024）10位虚拟地址OA5C对应的二进制为：00010 1001011100即虚拟地址OA5C的页号为2，页内位移为1001011100，由题意知对应的物理地址为：0100 1001011100即125C同理求093C。

存储器管理PPT课件

2、可重定位装入：

3.动态运行时装入

0
1000 LOAD 1, 2500
10000 11000 LOAD 1, 2500
2500
365
12500 15000
365
5000 作业地址空间图4-2
内存空间
4.1.2

程序的链接
1、静态链接
程序运行之前，链接成完整的装入模块 a．对相对地址的修改 b．变换外部调用符号
不能容纳作业。

紧凑通过作业移动将原来分散的小分区拼接成一个大分区。
紧凑
操作系统用户程序1 10KB 3 用户程序用户程序 10KB 3 30KB 用户程序6 14KB 用户程序9 26KB
操作系统
用户程序1
用户程序3 用户程序6 用户程序9
80KB
必须对移动了的作业进行重定位。动态（因作业已经装入，随着对指令或数据的访问自动进行）
空闲分区总和否 >=u.size? 是紧凑形成连续空闲区修改有关的数据结构
将该分区从链中移出
2．回收：（1）上邻空闲区：合并，改大小（2）下邻空闲区：合并，改大小，首址。（3）上、下邻空闲区：合并，改大小。（4）不邻接，则建立一新表项。
F1
回收区回收区 F2
F1
回收区 F2
内存回收时的情况
4.2.4

可重定位分区分配
1.动态重定位的引入

连续式分配中，总量大于作业大小的多个小分区

2、装入时动态链接
目标模块在装入内存时，边装入边链接 a.便于修改和更新 b.便于实现对目标模块的共享

第4章4-5节基本分页、分段存储管理方式

页表
页号
计算公式：物理地址块号页面大小+块内地址块号*页面大小计算公式：物理地址=块号页面大小块内地址
0 1
块号 2 4 6 7
逻辑地址3500：
页号：3500/1024=3 对应物理块号：7 页内地址：428
2 3
故物理地址为: 7*1024+428=7596
逻辑地址4500：
页号：4500/1024=4
第四章存储器管理
问题：
在分页系统中，内存的利用率是不是就可以达到100%了？由于进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片，称之为“页内页内碎片”。碎片
第四章存储器管理
2) 页面大小在分页系统中的页面其大小应适中：页面太小太大页面数分配时间多少长短内存碎片减小变大内存利用率高低
n
1742 外部页表
1023 0 1 2 第n页页表 1468
图 4-4 两级页表结构 1023
… … … 内存空间
114 1151468第四章存 Nhomakorabea 器管理
（2）地址变换机构
外部页号 P1 外部页内地址页内地址 P2 d
逻辑地址
外部页表寄存器
＋
… 外部页表
＋
… 页表
b d 物理地址
图 4-5 具有两级页表的地址变换机构
第四章存储器管理
4.4.2 地址变换机构
假设页面大小为1K 假设页面大小为
1. 基本的地址变换机构
越界中断逻辑地址 3100 页表寄存器
页表始址页表长度
≥
页号 3
页内地址 28
块号页号 0 1 2 3 … 页表物理地址 9244 1 3 4 9

操作系统习题及答案

操作系统试题汇总一、填空题1.进程的基本状态有_____________、_____________、_____________。

2.常用的内存管理方法有、、和段页式管理。

3.文件的三种物理结构是_________、_________、_________。

4.一次仅允许一个进程使用的共享资源称为。

每个进程中访问临界资源的那段程序称为。

5.从结构上讲，每个进程都是由、和部分组成。

6.按照设备的使用方式将设备分为：独享设备、共享设备和_________设备。

7.进程具有下面的特征性质：________、__________、_________和异步性8.产生死锁的必要条件____________、____________、___________和____________9.在请求页式管理中，当地址转换机构发现所需的页不在时，产生中断信号，由中断处理程序作相应的处理。

10.缓冲引入的目的是缓和CPU与I/O设备间_______，减少对CPU的_______，提高CPU和I/O设备之间的_________。

11.进程之间的通讯类型分为：_______________、_____________和________________。

12.用户进程从用户态变为系统态的途径是___________________。

13.操作系统的基本特性包括：__________、_________、___________和异步性14.动态重定位是指。

15.设备按传输数据类型分为：和16.常用的进程调度算法有优先级调度算法、____________和算法。

17.操作系统具有四大功能分别为______________、_______________、_____________和设备管理。

18.常用的页面置换算法是_________、_________、________和Clock置换算法。

19.按照设备的使用方式将设备分为：独享设备、设备和________设备。

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（）。

请求分页存储管理设计

实验八请求分页存储管理设计一、虚拟存储器的相关知识：1.概述：虚拟存储器(Virtual Memory)：在具有层次结构存储器的计算机系统中，自动实现部分装入和部分替换功能，能从逻辑上为用户提供一个比物理贮存容量大得多，可寻址的“主存储器”。

虚拟存储区的容量与物理主存大小无关，而受限于计算机的地址结构和可用磁盘容量。

作用：虚拟内存的作用内存在计算机中的作用很大，电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行，如果执行的程序很大或很多，就会导致内存消耗殆尽。

为了解决这个问题，Windows中运用了虚拟内存技术，即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用，当内存占用完时，电脑就会自动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张。

举一个例子来说，如果电脑只有128MB物理内存的话，当读取一个容量为200MB的文件时，就必须要用到比较大的虚拟内存，文件被内存读取之后就会先储存到虚拟内存，等待内存把文件全部储存到虚拟内存之后，跟着就会把虚拟内存里储存的文件释放到原来的安装目录里了。

下面，就让我们一起来看看如何对虚拟内存进行设置吧。

2.请求分页虚拟存储系统是将作业信息的副本存放在磁盘这一类辅助存储器中，当作业被调度投入运行时，并不把作业的程序和数据全部装入主存，而仅仅装入立即使用的那些页面，至少要将作业的第一页信息装入主存，在执行过程中访问到不在主存的页面时，再把它们动态地装入。

用得较多的分页式虚拟存储管理是请求分页（demand paging），当需要执行某条指令或使用某个数据，而发现它们并不在主存时，产生一个缺页中断，系统从辅存中把该指令或数据所在的页面调入内存。

3.替换算法：替换规则用来确定替换主存中哪一部分，以便腾空部分主存，存放来自辅存要调入的那部分内容。

常见的替换算法有4种。

随机算法用软件或硬件随机数产生器确定替换的页面。

先进先出先调入主存的页面先替换。

近期最少使用算法替换最长时间不用的页面。

最优算法替换最长时间以后才使用的页面。

计算机操作系统分析

当共享此段的某进程不再需要该段时，应
将该段释放，包括撤销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，则需由系统回收该共享段的物理内
存，取消段表中的对应表项；否则，则只是取消调用者进程在共享段表中的有关记录。
3. 分段保护 Segment Protection
• 之后，当又有其它进程要调用该共享段时，只需在调用进程的段表中，增加一表项，填入该共享段的物理地址；同时在共享段的段表中，填上进程名、存取控制等，执行count:=count+1操作。
2. 共享段的分配与回收 Allocation and Return of Shared Segment
2) 共享段的回收
• 一个好的页面调度算法，应具有较低的页面更换频
率。从理论上讲，应将那些以后不再访问的页面换出，或把那些在较长时间内不会再访问的页面调出。
4.7.1 最佳置换算法和先进先出算法 OPT and FIFO Algorithm
1. 最佳(Optimal)置换算法 OPT算法所选择的被淘汰页面，将是永久不
3. 造成动态分区分配方式浪费内存空间的主要原
因是什么？它可以通过什么办法加以解决。－
－紧凑或拼接
4. 什么是对换？对换的分类：
– 整体对换或进程对换； – 部分对换或页面对换（分段对换）
5. 分页系统是如何将地址空间中的作业划分成若干个页，它又是如何进行内存分配的？
6. 分页系统的地址转换。掌握分页系统逻辑地址的结构，为了进行逻辑地址到物理地址的转换，分页系统必须为每个作业配置什么样的数据结构并提供哪些硬件支持，为什么引进快表可以加快分页系统存取指令和数据的速度。 7. 分段存储管理方式。了解由分页发展为分段，并进一步发展为段页式存储管理方式的主要推动力是什么，分段和段页式系统是如何管理作业的地址空间和内存空间的，它们的地址变换是如何完成的，并应注意对分段系统和分页系统的比较。

14存储管理3分段段页式管理

段号状态页表大小页表始址 0 1 1 1 2 1 3 0 4 1 段表
页表主存
图4-22 利用段表和页表实现地址映射
2．地址变换过程

在段页式系统中，为了便于实现地址变换，须配置一个段表寄存器，其中存放段表始址和段表长TL。进行地址变换时，首先利用段号S，将它与段表长TL进行比较。若S<TL，表示未越界，于是利用段表始址和段号来求出该段所对应的段表项在段表中的位置，从中得到该段的页表始址，并利用逻辑地址中的段内页号P来获得对应页的页表项位置，从中读出该页所在的物理块号b，再利用块号b和页内地址来构成物理地址。图4-23示出了段页式系统中的地址变换机构。
2.页表

列出了作业的逻辑地址与其在主存中的物理地址间的对应关系。一个页表中包含若干个表目，表目的自然序号对应于用户程序中的页号，表目中的块号是该页对应的物理块号。页表的每一个表目除了包含指向页框的指针外，还包括一个存取控制字段。表目也称为页描述子。
分页管理中页与页框的对应关系示意图
段表寄存器段表始址＋段表 0 1 2 3 页表长度＋ 0 1 2 3 b 块号 b 块内地址页表段表长度＞段超长段号S 页号P 页内地址
页表始址
图4-23
段页式系统中的地址变换机构

在段页式系统中，为了获得一条指令或数据，须三次访问内存。第一次访问是访问内存中的段表，从中取得页表始址；第二次访问是访问内存中的页表，从中取出该页所在的物理块号，并将该块号与页内地址一起形成指令或数据的物理地址；第三次访问才是真正从第二次访问所得的地址中，取出指令或数据。显然，这使访问内存的次数增加了近两倍。为了提高执行速度，在地址变换机构中增设一个高速缓冲寄存器。每次访问它时，都须同时利用段号和页号去检索高速缓存，若找到匹配的表项，便可从中得到相应页的物理块号，用来与页内地址一起形成物理地址；若未找到匹配表项，则仍须再三次访问内存。

存储管理-页式管理

存储管理-页式管理存储管理-页式管理页式管理解决什么问题分区式管理，存在着严重的碎⽚问题使得内存的利⽤率不⾼1.固定分区，因为每⼀个分区只能分配给某⼀个进程使⽤，⽽该进程可能占不满这个分区，就会有内部碎⽚2.动态分区，会产⽣⼤量的外部碎⽚，虽然可以使⽤紧凑技术，但是这样时间成本过⾼了出现这种情况的原因是分区管理必须要求进程占⽤⼀块连续的内存区域，如果让⼀个进程分散的装⼊到不同的内存分区当中的话，这样就可以充分的利⽤内存，并且不需要紧凑这种技术了。

⽐如把⼀个进程离散的拆分放到零散的内存碎⽚中去，这样就可以更为⾼效的利⽤内存。

也就是产⽣了⾮连续的管理⽅式。

⽐如就是把⼀个进程拆分为若⼲部分，分别放到不同的分区中，⽐如⼀个进程23M，可以拆分为10M，10M，3M放到不同的分区中如果分区分的更⼩，23M拆分为11个2M的，和⼀个1M的，每个分区是2M，那么总共会装满11个分区，剩下⼀个分区装不满，也仅仅浪费1M的空间，也就是分区越⼩的话，那么就是内存利⽤率就会越⾼。

分区式管理时，进程的⼤⼩受分区⼤⼩或内存可⽤空间的限制分区式管理也不利于程序段和数据的共享页式管理的改进页式管理只在内存存放反复执⾏或即将执⾏的程序段与数据部分不经常执⾏的程序段和数据存放于外存待执⾏时调⼊。

页式管理的基本概念页框(页帧):将内存空间分成⼀个个⼤⼩相等的分区，每个分区就是⼀个页框。

页框号:每⼀个页框有⼀个编号，这个编号就是页框号，从0开始页(页⾯):将进程分割成和页框⼤⼩相等的⼀个个区域，也叫页页号:每⼀⼆个页⾯有⼀个编号，叫做页号，从0开始注意:由于最后⼀个页⾯可能没有页框那么⼤，所以页框不可以太⼤，否则会产⽣过⼤的内存碎⽚操作系统会以页框为单位为各个进程分配内存空间，进程的每⼀个页⾯分别放⼊⼀个页框中，也就是进程的页⾯和内存的页框具有⼀⼀对应的关系注意:各个页⾯不需要连续存放，可以放到不相邻的各个页框中如何实现地址的转化1.⾸先需要知道⼀个进程内的页对应物理内存中的起始地址a是多少2.其次要知道进程页内地址b是多少3.逻辑地址对应的实际物理地址就是c=a+b如何计算?⽐如逻辑地址80确定页号：页号=逻辑地址/页⾯长度 1=80/50页内偏移量:页内偏移量=逻辑地址%页⾯长度 30=80%50每个进程页⾯对应物理内存中页框的⾸地址:这是通过页表查询到的，⽐如查询到对应物理内存⾸地址是4500那么对应最终物理地址就是4500+30=4530页表页表的存在是为了让我们知道进程中的⼀个页的页号对应它存放在物理内存中的页框号，进⽽求出页框号对应的⾸地址逻辑地址的结构假如页号有k位，那么页数就是2^k个假如页内地址m位，那么页内地址有2^m个静态页⾯管理在作业或进程开始执⾏之前，把作业或进程的程序段和数据全部装⼊内存的各个页⾯中，并通过页表(page mapping table)和硬件地址变换机构实现虚拟地址到内存物理地址的地址映射。

第四章存储器管理(1-2)

物理地址空间
Load A data1
100
Load A 200
1100
Load A 1200
编译连接
data1 3456 200 3456
地址映射
1200 3456 。。
第四章存储器管理
地址映射的方式
静态地址映射： 1）程序被装入内存时由操作系统的连接装入程序完成程序的逻辑地址到内存地址的转换； 2）地址转换工作是在程序执行前由装入程序集中一次完成。假定程序装入内存的首地址为BR，程序地址为VR，内存地址为MR，则地址映射按下式进行：MR=BR+VR
② 便于实现对目标模块的共享：将内存中的一个模块可以连接到多个程序中。 ③ 要运行的程序都必须在装入时，全部连接调入内存。
第四章存储器管理
3. 运行时动态链接(Run-time Dynamic Linking) 动态链接方式：将对某些模块的链接推迟到执行时才实施，亦即，在执行过程中，当发现一个被调用模块尚未装入内存时，立即由OS去找到该模块并将之装入内存，把它链接到调用者模块上。特点如下：特点：凡在执行过程中未被用到的目标模块，都不会被调入内存和被链接到装入模块上，这样不仅可加快程序的装入过程，而且可节省大量的内存空间。
硬件支持：在动态地址重定位机构中，有一个基地址寄存器BR和一个程序地址寄存器VR，一个内存地址寄存器MR。
转换过程：MR=BR+VR
第四章存储器管理
把程序装入起始地址为100的内存区
0 100
重定位寄存器 1000
…
MOV r1，[50]
0 1000 1100
… …
MOV r1பைடு நூலகம்[50]

8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运算机的地址结构肯定。

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，即可启动作业运行。

在作业运行进程中，若是要访问的分段不在内存中，则通过调段功能将其调入，同时还能够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。

2.1段名段长段的基址存取方式访问字段A修改位M存在位P增补位外存始址说明：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，是不是被修悔改。

存在位P：表示该段是不是在内存中。

增补位：表示在运行进程中，该段是不是做过动态增加。

外存地址：表示该段在外存中的起始地址。

2.2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。

其缺段中断的处置进程如图：2.3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，和对共享段进行操作的进程。

3.1 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，不同的进程能够各用不同的段号去共享该段。

3.2 共享段的分派和回收 3.2.1 共享段的分派大体进程：在为共享段分派内存时，对第一个请求利用该共享段的进程，由系统为该共享段分派一物理区，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；以后，当又有其它进程需段名段长内存始址状态外存始址共享进程计数count 状态进程名进程号段号存取控制………………要挪用该共享段时，由于该共享段已被调入内存，故现在不必再为该段分派内存，而只需在挪用进程的段表中，增加一表项，填写该共享段的物理地址；在共享段的段表中，填上挪用进程的进程名、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。

操作系统实验3--请求分页式存储管理

请求分页式存储管理一、问题描述设计一个请求页式存储管理方案，为简单起见。

页面淘汰算法采用FIFO页面淘汰算法，并且在淘汰一页时，只将该页在页表中修改状态位。

而不再判断它是否被改写过，也不将它写回到辅存。

二、基本要求页面尺寸1K，输入进程大小（例如5300bytes），对页表进行初始化页表结构如下：系统为进程分配：任意输入一个需要访问的指令地址流（例如：3635、3642、1140、0087、1700、5200、4355，输入负数结束），打印页表情况。

每访问一个地址时，首先要计算该地址所在的页的页号，然后查页表，判断该页是否在主存——如果该页已在主存，则打印页表情况；如果该页不在主存且页框未满（查空闲块表，找到空闲块），则调入该页并修改页表，打印页表情况；如果该页不在主存且页框已满，则按FIFO页面淘汰算法淘汰一页后调入所需的页，修改页表，打印页表情况。

存储管理算法的流程图见下页。

三、实验要求完成实验内容并写出实验报告，报告应具有以下内容：1、实验目的。

2、实验内容。

3、程序及运行情况。

4、实验过程中出现的问题及解决方法。

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>int PUB[20][3];int ABC[3][2]={{0,1},{1,1},{2,1}};//物理块int key=0;void output(int size){//打印int i,j;printf("页号\t\t物理块号\t\t状态位\n\n");for(i=0;i<size;i++){printf(" %d\t\t%d\t\t\t%d\n\n",PUB[i][0],PUB[i][1],PUB[i][2]);}printf("物理块号\t\t是否空闲\n\n");for(i=0;i<3;i++){printf(" %d\t\t\t%d\n\n",ABC[i][0],ABC[i][1]);}}void main(){int size;int i,j;int address=0;int select=0;printf("请输入进程大小\n");scanf("%d",&size);if(size<=0 || size>20000){printf("进程大小超出范围\n");exit(0);}size%1000==0 ? size=size/1000 : size=size/1000+1;for(i=0;i<size;i++){PUB[i][0]=i; //页号PUB[i][1]=0; //物理块号PUB[i][2]=0; //状态位}output(size);while(1){printf("输入指令地址\n");scanf("%d",&address);if(address<0 || address>20000){printf("地址超出范围\n");exit(0);}address%1000==0 ? address=address/1000 : address=address/1000;if(PUB[address][2]==0) //不在主存{if(ABC[2][1]==0) //满了{printf("满了\n");if(select!=address) key++;for(i=0;i<size;i++){if(PUB[i][1]==key){PUB[i][1]=0;PUB[i][2]=0;}}PUB[address][1]=key;PUB[address][2]=1;key++;if(key>3) key=1;}if(ABC[2][1]==1) //没满{printf("没满\n");for(i=0;i<3;i++){if(ABC[i][1]==1){ABC[i][1]=0;PUB[address][1]=i+1;PUB[address][2]=1;break;}}}output(size);}else{printf("该页已在内存\n");output(size);}select=address;}}。

存储管理课后习题解答

【解答】略
表4-3给出了某系统中的空闲分区表，系统采用可变分区存储管理策略。 01 现有以下的作业序列：96k、20K、200K。若用首次适应算法和最佳
适应算法来处理这些作业序列，试问哪一种算法可以满足该作业序列的要求？为什么？
【解答】略
02
01
01
01
在某系统中，采用固定分区分配管理方式中，内存分区（单位字节）情况如图所示。现有大小为1k、 9k、33K 、121k的多个作业要求进入内存，试画出它们进入内存后的空间分配情况，并说明主存浪费多大？
【解答】该题有四个分区，从图中可以看出，作业进
第一分区大小为8k，第
入系统后，第一分区剩余
二分区大小为32k，第三空间为7k，第二分区剩
分区大小为120k，第四余空间为23k，第三个分
分区大小为332k，该作区剩余空间为87k，第四
业进入系统后的内存分配个分区剩余空间为211k，
情况如下面的图4-2形所主存空间浪费328k。
在采用页式存储管理系统中，某作业J的逻辑地址空间为4页（每页2KB），且已知该作业的页面映像表4-9：试求有效逻辑地址4865B所对应的物理地址。
【解答】该逻辑地址所对应的页号是 4865/2048=2，页内的偏移量为769，所对应的物理地址为 6﹡2048+769=13057B。
示。
一○．有一个分页存储管理系统，页面大小为每页100字节。有一个50×50的整型数组，按行连续存放，每个整数占两个字节，将数组初始化为0的程序描述如下：
int a[50][50]; int i,j; for(i=0;i<=49;i++) for( j=0;j<=49;j++) a[i][ j]=0; 若在程序执行时内存中只有一个存储块来存放数组信息，试问该程序执行时产生多

计算机操作系统第4章存储器管理PPT课件

➢ 不支持多道程序
➢ 内存利用率不高
➢ 受内存容量限制
23
4.2.2 连续分区存储管理
➢ 将内存划分成若干个连续区域，称为分区 ➢ 每个分区只能存储一个程序，而且程序也只
能在它所驻留的分区中运行(连续性)
➢ 是实现多道程序的最简单的存储管理方案 ➢ 根据划定的分区是否可变，分为固定分区和
可变分区管理
编译/链接
地址映射
data1 3456
200
3456
1200
3456
15
三种装入方式
➢ 绝对装入
✓ 编译时给出绝对地址
✓ 相对地址与绝对地址相同，无须地址转换
✓ 适用于单道程序环境
➢ 静态重定位装入
✓ 相对地址与绝对地址不同
✓ 装入时一次性给出绝对地址
➢ 动态重定位装入
✓ 相对地址与绝对地址不同
✓ 地址的转换推迟到指令运行时才进行
24
1. 固定分区 ➢ 基本思想
✓ 由OS在初启时，将内存空间划分为若干连续区域，一个区域称为一个分区
✓ 每个分区的大小固定不变，每个分区装一个且只能装一个进程
✓ 每个分区大小可以相同也可以不同
25
➢ 数据结构 ✓ 分区说明表：分区号、起始地址、大小、状态 ✓ 分区请求表：进程号、内存大小
分区号始址(K) 大小(K) 状态
要位置
➢ 任何一种存储装置，都无法同时从速度与
容量两方面，满足用户的需求
➢ 实际上它们组成了一个速度由快到慢，容
量由小到大的存储装置层次结构
5
存储器层次
存取时间减少
高速缓存
存取速度增加存取成本增加
内存
存储容量减少

简述请求分页存储管理方式

简述请求分页存储管理方式
请求分页存储管理方式是一种将主存储器划分为等大小的块，每个块称为一页的管理方式。

在此方式下，每个进程所需的存储空间被划分为多个大小相等的页，每一页都有一个唯一的页号。

当进程请求存储空间时，操作系统会根据其空间需求来分配一页或多页的空间。

此管理方式的主要优点是可有效地利用主存储器，因为在这种情况下，内存中只有进程所需的部分被加载。

这意味着，对于较大的程序，它们不需要一次性将整个程序加载到内存中，而只需要加载所需的部分。

因此，更多的程序可以同时运行，从而提高了系统的效率。

此外，请求分页存储管理方式还可以提高系统的灵活性。

进程可以根据其存储需求请求不同数量的页面，这意味着，系统可以动态地分配存储空间，以满足进程的需求。

总的来说，请求分页存储管理方式是一种高效、可扩展的管理方式，它可以提高系统的效率和灵活性，使多个进程可以同时运行，从而提高系统的性能。

- 1 -。

操作系统中存储器管理的主要功能

操作系统中存储器管理的主要功能存储器管理是操作系统中的核心组成部分之一，它主要负责管理计算机中的存储器资源，以便有效地分配和利用存储空间，并且为不同的程序和进程提供安全的访问。

在操作系统中，存储器管理的主要功能包括内存分配、内存保护、内存扩充、内存回收和换页操作。

内存分配内存分配是指操作系统根据进程的需要以及存储器的可用空间，为进程分配合适的内存空间。

在操作系统启动时，它会将系统的内存划分为多个连续的内存块，每个内存块可以用来存储一个进程或一部分进程。

内存分配可以通过两种方式进行：静态分配和动态分配。

静态分配是在程序编译或装载时进行的，操作系统会为每个进程分配固定大小的内存空间。

这种方式简单、高效，但是会导致内存的浪费和碎片化的问题。

动态分配则是在程序运行时进行的，操作系统根据进程的需要动态地分配内存空间，使得进程能够根据实际需求来使用存储空间。

内存保护内存保护是操作系统中存储器管理的重要功能之一，它主要通过权限控制来保护进程的内存空间。

每个进程被分配的内存空间应该是相互独立的，进程之间不能相互干扰或篡改彼此的数据。

操作系统通过给每个进程设置访问权限，限制进程对其他进程内存空间的访问，从而保护了每个进程的数据安全。

为了实现内存保护，操作系统使用地址映射、地址转换和访问控制等方法。

地址映射将逻辑地址转换为物理地址，以便进程能够正确访问内存。

地址转换是通过分页或分段的方式来实现的，将逻辑地址划分为不同的页或段，并映射到实际的物理地址上。

访问控制则是通过设置访问权限位来限制进程对内存空间的访问。

内存扩充随着计算机系统的发展，存储器的容量需求也越来越大。

内存扩充是操作系统中存储器管理的重要任务之一，它可以通过两种方式实现：覆盖和交换。

覆盖是指将进程的一部分数据从内存中移出，然后将新的数据加载到内存中。

这种方式适用于内存空间有限的情况下，可以有效地利用存储资源。

但是，由于数据的移动会导致额外的开销和延迟，因此需要谨慎使用。