存储器的管理课件文本

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第4章 存储器管理
程序
编译程序产生的目标 模块
数据 库函数
链接程序
装入模块
装入程序
图４.2 对用户程序的处理步骤
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第4章 存储器管理
1．目标程序装入内存的方式
程序只有装入到内存后才能运行。装入方式分绝对装入 方式、可重定位装入方式和动态运行时装入方式。 （1）绝对装入方式
在编译时，如果知道程序将驻留在内存什么位置，那么 编译程序将产生绝对地址的目标代码。绝对装入程序按照装 入模块中的地址，将程序和数据装入内存。装入模块被装入 内存后，不须对程序和数据的地址进行修改，程序中所使用 的绝对地址，即可以在编译或汇编中给出，也可以有程序员 直接给予。一般不让程序员给予地址，通常情况是在程序中 采用符号地址，然后在编译或汇编时，将这些符号地址再转 化为绝对地址。
4.1.1 存储器的层次
图4.1所示就是存储器的体系结构。
存
高速缓冲存储器
储
容
量
递 增
主存储器
存 取 速 度 递 增
辅助存储器 图4. 1 多级存储器体系示意图
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第4章 存储器管理
4.1.2 用户程序的处理过程
用户程序处理分以下几个阶段： （1）编译。由编译程序将用户源代码编译成若干个目标 模块。 （2）链接。有链接程序将编译后形成的目标代码以及它 们所需的库函数，链接在一起，形成一个装入模块。 （3）装入。有装入程序将装入模块装入内存。 处理过程示意图见4.2
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10000
10000
12000
Load 1,3500
13500 360
15000
内存空间
3500
+
13500 物理地址
图4.4 采用动态重定位时内存空间及地址重定位示意图
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2．目标程序链接
链接程序的功能，是将经过编译或汇编后得到的一组目
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0 10000
2000 3500
Load 1,3500 360
12000 Load 1,3500
13500 360
5000
作业地址空间
15000
图4.3 作业装入内存时的情况
内存空间
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（3）动态运行时的装入方式
又称动态重定位。是在程序执行期间进行的。一般说来， 这种转换有专门的硬件机构来完成，通常采用一个重定位寄 存器 ，每次进行存储访问时，对取出的逻辑地址加上重定位 寄存器的内容，形成正确的内存地址。如图4.4所示.
标模块以及它们所需要的库函数，装配成一个完整的装入模 块。实现链接的方法有三种：静态链接、装入时动态链接和 运行时动态链接。
（1）静态链接
设编译后得到的三个目标模块A、B、C，它们的长度分 别为L、M和N。 程序链接示意图如图4.5所示。需要完成的 工作是对相对地址进行修改，同时变换外部调用符号，将每 个CALL语句改为跳转到某个相对地址，从而形成一个完整 的装入模块，又称可执行文件。通常不再拆开，运行时可直 接装入内存。这种事先进行链接，以后不再拆开的方式称为 静态链接。
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第4章 存储器管理
4.2.1 单道程序的连续分配
这是一种最简单的存储方式，只能用于单用户、单任务 的操作系统。在这种存储方式中，内存分为两个分区：系统 区和用户区。 1．系统区。
仅供操作系统使用，一般驻留在低址部分，其中包括 中断向量。
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0 模块A CALL B Return ;
L-1 0 模块B CALL C Return ;
M-1
0 模块C
Return ; N-1
目标模块
0 模块A JSR “L” Return ;
L-1 L
模块B JSR”L+M”
Return 模块C
L+M-1 Return
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（2）可重定位装入方式 又称静态重定位。是在程序执行之前，有操作系统的重
定位装入程序完成。一般用于多道程序环境中，编译程序不 能预知所编译的目标模块在内存什么地方。重定位程序根据 装入程序的内存起始地址，直接修改所涉及到的逻辑地址， 将内存的起始地址加上逻辑地址得到正确的内存地址。
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111序经编译后得到目标模块，是在装入内存时边
装入边链接的。即在装入一个目标模块时，若发生一个外部 模块调用时，将引起装入程序去找相应的外部目标模块，并 将它装入内存。 （3）运行时动态链接
装入时进行的链接虽然可以将整个模块装入到内存的任 何地方，但装入摸块的结构是静态的。在程序执行期间装入 模块是不可改变的，因为无法预知本次要运行哪个模块，只 能将所有可能要运行的模块，在装入时全部链接在一起，使 得每次执行的模块都相同。这样效率很低，因此采用运行时 动态链接。在这种链接方式中，可将某些目标模块的链接， 推迟到执行时才进行。即在执行过程中，若发现一个被调用 模块尚未装入内存时，有OS去找该模块，将它装入内存， 并把它链接到调用模块上。
第4章 存储器管理
第4章 存储器管理
本章学习目标 本章主要讲解了存储器管理的基本方式，剖析
了Linux 操作系统对内存的管理模式。通过对本章 学习，读者应该达到以下学习目标： •重点掌握本章的基本概念，分页式存储管理技术和 分段式存储管理技术，虚拟存储器的概念。 •理解段页式存储管理技术，虚存中的置换算法。 •了解Linux操作系统的存储管理技术。
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教学内容
4.1 存储器管理概述 4.2 连续分配存储管理方式 4.3 分页存储管理方式
4.4 分段存储管理方式 4.5 虚拟存储器的基本概念 4.6 请求分页 4.7 请求分段存储管理 4.8 LINUX系统的内存管理方法
本章小结
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4.1 存储器管理概述
L+M
L+M+N-1
装入模块
图4.5 程序链接示意图
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第4章 存储器管理
4.2．连续分配存储管理方式
连续分配是指为一个用户程序分配一个连续的内存空间， 连续分配有两种：单道程序的连续分配和多道程序的连续分 配。多道程序的连续分配又称为分区分配方式，它包括固定 分区、动态分区和动态重定位分区三种。下面就是对各种连 续存储管理的研究。