存储器的层次结构
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存储器的层次结构
CPU Cache
512KB~8MB 400GB/S
RAM DISK
1~8GB 12GB/S
500GB 200MB/S
重定位及其方式
1 逻辑地址(空间相对地址)
– 符号名字空间 int a,b; a=10; – 逻辑地址空间(编译后目标程序的地址范围)
2 存储空间(绝对地址)
– 存储空间:所有物理存储单元的集合/物理地址的集合
3.多道可变分区管理(回收与合并)
回收可能出现的四种情况
Free1 回收区 JobB
JobA 回收区 Free2
重定位寄存器 (位于CPU中)
1000
+
物理内存
0000 .
1000 . .
1100 1102 1104 1106 1108
. . . .
OS
… Load R1,106 Add R1,108 Store R1,110 234 128 …
动态重定位特点
优点
– 不要求分配连续的存储空间,可按页或段分配 – 用户作业可动态申请附加的存储空间,并可在内存
加载时定位
… Load R1,1106 Add R1,1108 Store R1,1110 234 128 …
物理内存
0000 .
1000 . .
1100 1102 1104 1106 1108
. . . .
OS
… Load R1,1106 Add R1,1108 Store R1,1110 234 128 …
1.单道连续区管理
0000
OS
20KB
用户程序 需80KB存储空间
100KB
空闲区
256KB 一次只能装入一个作业
存储管理:连续分配
2.多道固定分区管理
0000 OS
20KB
40KB
60KB
80KB
100KB
120KB
... ....
256KB 分区大小相等
0000 20KB 28KB 44KB
76KB
01
J1
3
44KB 32KB
0
4
76KB 64KB
01
J2
5
140KB 116KB
0
0000 20KB 28KB 44KB 76KB 140KB
256KB
OS
8KB 作业J116需KB14KB
32KB 作业J624需KB60KB
116KB
物理内存
存储管理:连续分配
3.多道可变分区管理(概念) 内存地址
中移动 – 有利于程序段的共享
缺点
– 需要硬件的支持 – 实现存储管理的软件算法比较复杂
存储器管理的功能
内存的分配和回收
– 记录内存使用情况 – 存储的按需分配 – 存储的回收
内存容量的“扩充” 地址转换
– 常采用动态重定位,需要硬件支持
存储保护
– 为了保护区域内信息不被破坏，必须实现存 储保护。存储保护的工作必须由硬件和软件 配合来实现。
存储管理: 连续分配
一道作业的全部内容(程序和数据)装入到内存的 一个连续存储区中,作业在执行过程中不会发生 内存与外存交换的现象,作业的容量要受到物理 内存容量的限制。
属于实存管理技术 四种方案
– 单道连续区管理 – 多道固定分区管理 – 多道可变分区管理 – 多道可重定位分区管理
存储管理:连续分配
方案一:设置两张存储管理表
0000 20KB
大 位 状态 小置
14K 20K 已分
空表 目
60K 64K 已分 60K 124 已分 20K 34K 已分
已分分区表U空B表T
大 位 状态 小置
10K 54K 空闲
空表 目
72K 184 空闲
空表 目 空闲分区表F空B表T
256KB
OS
J1 需14KB J5 需20KB J2 需30KB
10KB
J3 需60KB
J4 需60KB
72KB
存储管理:连续分配
3.多道可变分区管理(数据结构)
方案二:空闲存储区链
1
N+2
N个字(已分区)
1
N+2
0 N+2 向前指针 N个字(空闲分区)
0 N+2 向后指针
Free指针
0 L+ 2
0 L+ 2
0 M+2 0 M+2
0 N+2 0 N+2
存储管理:连续分配
140KB
OS
8KB 作业116需K1B4KB
32KB
作业624需K6B0KB
116KB
256KB 分区大小不等
存储管理:连续分配
2.多道固定分区管理(续)
•需建立固定分区说明 表•内零头(碎片)问题
作业J1 14KB 作业J2 60KB
分区号 起始地址 长度
状态 作业名
1
20KB
8KB
0
2
28KB 16KB
物理内存
OS
… Load R1,101066 Add R1,1110088 Store R1,1111100 234 128 …
重定位分类:静态重定位
程序A的代码
000 …… 100 Load R1,106 102 Add R1,108 104 Store R1,110 106 234 108 128 ……
存储分配方式
静态分配
– 采用静态重定位方式 – 装入时确定其在内存中的位置 – 运行中不能再申请内存 – 运行中不能在内存中移动
动态分配
– 采用动态重定位方式 – 装入时确定其在内存中的位置 – 运行中可申请内存 – 可在内存中移动
存储管理中的分配技术 一 连续分区管理 二 页式管理 三 段式管理 四 段页式管理
J1 14KB
0000 20KB
OS
J1 需14KB
区大小 14KB
J2 30KB J3 60KB J4 60KB
J5 需20KB J2 需30KB
10KB
30KB 外零头(碎片)
J5 20KB
J3 需60KBwk.baidu.com
60KB
已分配区 空闲区
256KB
J4 需60KB
72KB
132KB
存储管理:连续分配
3.多道可变分区管理(数据结构)
静态重定位特点
优点
– 无需硬件支持,OS装载时由软件实现
缺点
– 需要分配一个连续的存储空间 – 用户需要事先确定所程序所需的存储量 – 装载后不能在内存中移动
重定位分类:动态重定位
程序A的代码
000 …… 100 Load R1,106 102 Add R1,108 104 Store R1,110 106 234 108 128 ……
源 程
目标 代码
os
目标 代码
序 逻辑地址空间
名空间
存储空间
重定位的概念
程序A的代码 000 …… 100 Load R1,106 102 Add R1,108 104 Store R1,110 106 234 108 128 ……
逻辑地址
举例:教学计划及其实施
0000 .
1000 … 1100 1102 1104 1106 1108 . . . .
CPU Cache
512KB~8MB 400GB/S
RAM DISK
1~8GB 12GB/S
500GB 200MB/S
重定位及其方式
1 逻辑地址(空间相对地址)
– 符号名字空间 int a,b; a=10; – 逻辑地址空间(编译后目标程序的地址范围)
2 存储空间(绝对地址)
– 存储空间:所有物理存储单元的集合/物理地址的集合
3.多道可变分区管理(回收与合并)
回收可能出现的四种情况
Free1 回收区 JobB
JobA 回收区 Free2
重定位寄存器 (位于CPU中)
1000
+
物理内存
0000 .
1000 . .
1100 1102 1104 1106 1108
. . . .
OS
… Load R1,106 Add R1,108 Store R1,110 234 128 …
动态重定位特点
优点
– 不要求分配连续的存储空间,可按页或段分配 – 用户作业可动态申请附加的存储空间,并可在内存
加载时定位
… Load R1,1106 Add R1,1108 Store R1,1110 234 128 …
物理内存
0000 .
1000 . .
1100 1102 1104 1106 1108
. . . .
OS
… Load R1,1106 Add R1,1108 Store R1,1110 234 128 …
1.单道连续区管理
0000
OS
20KB
用户程序 需80KB存储空间
100KB
空闲区
256KB 一次只能装入一个作业
存储管理:连续分配
2.多道固定分区管理
0000 OS
20KB
40KB
60KB
80KB
100KB
120KB
... ....
256KB 分区大小相等
0000 20KB 28KB 44KB
76KB
01
J1
3
44KB 32KB
0
4
76KB 64KB
01
J2
5
140KB 116KB
0
0000 20KB 28KB 44KB 76KB 140KB
256KB
OS
8KB 作业J116需KB14KB
32KB 作业J624需KB60KB
116KB
物理内存
存储管理:连续分配
3.多道可变分区管理(概念) 内存地址
中移动 – 有利于程序段的共享
缺点
– 需要硬件的支持 – 实现存储管理的软件算法比较复杂
存储器管理的功能
内存的分配和回收
– 记录内存使用情况 – 存储的按需分配 – 存储的回收
内存容量的“扩充” 地址转换
– 常采用动态重定位,需要硬件支持
存储保护
– 为了保护区域内信息不被破坏，必须实现存 储保护。存储保护的工作必须由硬件和软件 配合来实现。
存储管理: 连续分配
一道作业的全部内容(程序和数据)装入到内存的 一个连续存储区中,作业在执行过程中不会发生 内存与外存交换的现象,作业的容量要受到物理 内存容量的限制。
属于实存管理技术 四种方案
– 单道连续区管理 – 多道固定分区管理 – 多道可变分区管理 – 多道可重定位分区管理
存储管理:连续分配
方案一:设置两张存储管理表
0000 20KB
大 位 状态 小置
14K 20K 已分
空表 目
60K 64K 已分 60K 124 已分 20K 34K 已分
已分分区表U空B表T
大 位 状态 小置
10K 54K 空闲
空表 目
72K 184 空闲
空表 目 空闲分区表F空B表T
256KB
OS
J1 需14KB J5 需20KB J2 需30KB
10KB
J3 需60KB
J4 需60KB
72KB
存储管理:连续分配
3.多道可变分区管理(数据结构)
方案二:空闲存储区链
1
N+2
N个字(已分区)
1
N+2
0 N+2 向前指针 N个字(空闲分区)
0 N+2 向后指针
Free指针
0 L+ 2
0 L+ 2
0 M+2 0 M+2
0 N+2 0 N+2
存储管理:连续分配
140KB
OS
8KB 作业116需K1B4KB
32KB
作业624需K6B0KB
116KB
256KB 分区大小不等
存储管理:连续分配
2.多道固定分区管理(续)
•需建立固定分区说明 表•内零头(碎片)问题
作业J1 14KB 作业J2 60KB
分区号 起始地址 长度
状态 作业名
1
20KB
8KB
0
2
28KB 16KB
物理内存
OS
… Load R1,101066 Add R1,1110088 Store R1,1111100 234 128 …
重定位分类:静态重定位
程序A的代码
000 …… 100 Load R1,106 102 Add R1,108 104 Store R1,110 106 234 108 128 ……
存储分配方式
静态分配
– 采用静态重定位方式 – 装入时确定其在内存中的位置 – 运行中不能再申请内存 – 运行中不能在内存中移动
动态分配
– 采用动态重定位方式 – 装入时确定其在内存中的位置 – 运行中可申请内存 – 可在内存中移动
存储管理中的分配技术 一 连续分区管理 二 页式管理 三 段式管理 四 段页式管理
J1 14KB
0000 20KB
OS
J1 需14KB
区大小 14KB
J2 30KB J3 60KB J4 60KB
J5 需20KB J2 需30KB
10KB
30KB 外零头(碎片)
J5 20KB
J3 需60KBwk.baidu.com
60KB
已分配区 空闲区
256KB
J4 需60KB
72KB
132KB
存储管理:连续分配
3.多道可变分区管理(数据结构)
静态重定位特点
优点
– 无需硬件支持,OS装载时由软件实现
缺点
– 需要分配一个连续的存储空间 – 用户需要事先确定所程序所需的存储量 – 装载后不能在内存中移动
重定位分类:动态重定位
程序A的代码
000 …… 100 Load R1,106 102 Add R1,108 104 Store R1,110 106 234 108 128 ……
源 程
目标 代码
os
目标 代码
序 逻辑地址空间
名空间
存储空间
重定位的概念
程序A的代码 000 …… 100 Load R1,106 102 Add R1,108 104 Store R1,110 106 234 108 128 ……
逻辑地址
举例:教学计划及其实施
0000 .
1000 … 1100 1102 1104 1106 1108 . . . .