存储管理new

存储 管理
例如：某作业各过程间关系如下：
操作系统 固定区(4k) 覆盖区(6k) 覆盖区(10k)
A(4k)
B(6k) F(8k)
C(4k)
D(6k)
E(10k)
存储 管理
覆盖技术的主要特点是打破了必须将一个作业的 全部信息装入主存后才能运行的限制。在一定程 度上解决了小主存运行大作业的矛盾。
采用覆盖技术是把解决空间不足的问题交给了用 户。操作系统提供帮助用户将覆盖段调入主存的 系统调用，但用户自己必须说明覆盖段，并安排 调入覆盖段，由此可见覆盖技术用户参与过多， 会给用户带来麻烦。
存储 管理
三、交换
基本思想：将处于等待状态(等I/O)或就绪(等 CPU)状态的进程从主存换出到辅存，把将要 执行的进程移入主存。
主要缺点：要求给每个作业分配一个连续的存储空间， 且在作业的整个执行期间不能再移动，因而也就不能 实现重新分配主存。
动态地址重定位
主要优点有：
①用户作业不要求分配连续的存储空间。 ②用户作业在执行过程中，可以动态申请存储空间和 在主存中移动。
主要缺点有：
①需要附加的硬件支持。 ②实现存储管理的软件算法比较复杂。
占内存基址及长度送基址、长度寄存器， 每次执行访存指令时，先看访问地址是否 小于长度，然后+基址进行访存。用户程 序代码是动态重定位的。
长度寄存器
基地址寄存器
CPU 地址A < True
+
F
主存
程序性异常
存储 管理
二、作业存储调度
在多道固定划分法下，作业调度一般分为多队列法 和单队列法。
多队列法是指每个存储区对应一个作业队列，在作 业到达后，按作业的大小在对应队列中排队。
交换要花费较长的时间。比如，辅存采用磁 鼓，平均延迟时间为8ms，传输速度为 250000b/s，用户空间为20K，则一次交换活 动需要2×（8+1000×20/250000）=179ms。
存储 管理
当作业处于等待状态而准备换出时，应注意该 作业是否满足换出条件。如果一个作业正在进 行I/O活动则不能换出，否则该作业的I/O数据 区将被新换出的作业占用，导致错误。应在I/O 活动结束后才能换出。
存储 管理
5.1.2 多道固定划分法
特点：任一时刻内存可有多道作业，每道作 业连续存放于内存.
一、空间划分及保护
将用户内存 空间分成长度 固定的若干块。 用
户 空 间
操作系统 U1 ...
Un
存储 管理
常用的基本概念
1.物理地址空间和逻辑地址空间
物理地址空间（也称内存空间、绝对地址空 间或实空间或存储空间）：是指主存中物理 单元的集合。这些单元的编号称为物理地址 或绝对地址。 逻辑地址空间（也称相对地址空间、虚空间 或地址空间）：当对源程序进行编译时，编 译后一个目标程序所限定的地址范围称为该 作业的逻辑地址空间。
存储
管理
第五章 存储管理
§5.1 连续空间分配 单道连续分配 多道固定划分法 多道连续可变划分法
§5.2 不连续空间分配 页式管理 段式管理 段页式管理
§5.3 虚拟内存管理
存储 管理
5.1 连续空间分配
在早期的操作系统设计中，都是采用连续 空间分配的策略。早期操作系统中还没有 引入进程概念，主存分配还是以作业（相 当于进程）为单位进行的。
地址A
true
cpu
A> a?
主存
false
终止程序运行
存储
管理 二、覆盖（overlay）
因内存小于作业的程序空间而引入覆盖。将用户 空间划分成一个固定区和多个覆盖区。主程序放 固定区，依次调用的子程序则放在同一个覆盖区。 首先将那些即将要用的段放在覆盖区，其他段放 在辅存，在需要调用前通过特定系统调用将其调 入占用覆盖区，替换覆盖区中原有的段。 操作系统提供覆盖系统调用函数，由用户编程序 时考虑调用。
存储
管理 5.1.1单道连续分配
特点：任一时刻内存只有一道作业，该 作业连续存放于内存中。
一、空间划分与保护
0
内存空间安排
a
a+
界地址寄存器
1
操作系统 用户程序
n
存储 管理
越界检查机构：用户程序每次执行访存指 令，硬件越界检查机构将访问的地址与界
地址寄存器中的值比较。若越界，则终止
其执行。
界地址寄存器
存储 管理
地址访问保护有两种方式：
1.上下界寄存器和地址检查机构。当作业
被调度运行时，作业在内存中的上下界地
址送上下界寄存器，每次执行访存指令时，
地址检查机构作越界检查。作业程序要是
绝对地址或静态重定位的。
上界寄存器 下界寄存器
CPU
地址A
True
True
>
<
F
F
主存
程序性异常
存储 2.基址寄存器、长度寄存器和动态地址转 管理 换机构。当作业被调度运行时，将作业所
存储 管理
利用一个重定位寄存器。该寄存器的值由调度程序根据作业 分配到的存储空间的起始地址来设定。在具有这种地址变换 机构的计算机系统中，当作业执行时，不是根据CPU给出的 逻辑地址去访问主存，而是将逻辑地址与重定位寄存器中的 内容相加后得到的地址作为访问主存的地址。
存储 管理
静态地址重定位
主要优点：无需增加硬件地址变换机构，因而可在一 般计算机上实现
＝》静态重定位：是指在程序运行之前由装入程 序完成的重定位过程。在装入一个作业时，把作 业中的指令地址全部转换为绝对地址（地址转换 工作是在作业执行前集中一次完成的）在作业执 行过程中就无须再进行地址转换工作。 原地址+ 目标代码所在主存起始地址
＝》动态重定位：是在程序执行过程中，需要硬件 地址转换机制实现，在执行访存指令时将“原地 址+目标代码所在主存起始地址”后进行访问。
作业运行时不能按其逻辑地址访问内存单元， 而应按相应的物理地址访问，需要进行逻辑 地址到物理地址的转换。
存储 管理
存储
管理 2.地址来自百度文库定位
当一个地址装入与其地址空间不一致 的存储空间中，就得要地址变换。也就 是说将逻辑地址映射为物理地址，把这 种作法叫做地址重定位。
存管储理根据对地址变换进行的时间及采用的技术手段的 不同，可把地址重定位分为静态重定位和动态重 定位两类。
单队列法是指系统中仅保持一个作业队列。
例如：总存储量为32KB，操作系统占10KB，用户空 间被划分成长度为4KB、6KB、12KB三块。作业要求 的存储量若未超过这三个存储量，则分别进入相应 的队列1、队列2、队列3。