第五讲存储管理之一连续分配.ppt

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第五讲存储管理之一第五讲存储管理之一-连续空间分配连续空间分配主要研究三方面的问题：

主要研究三方面的问题：

放（放（PlacementPlacement）取（取（FetchFetch）换（换（ReplacementReplacement）存储管理研究的内容存储管理研究的内容l第一个问题：

放（第一个问题：

放（PlacementPlacement），如何），如何放入内存？

放入内存？

存储管理研究的内容存储管理研究的内容连续连续不连续不连续多道固定分区存放多道固定分区存放多道可变分区存放多道可变分区存放单道连续存放单道连续存放分页存放分页存放分段存放分段存放段页式存放段页式存放放放l第二个问题是：

第二个问题是：

取（取（FetchFetch），即如何），即如何从外存调入内存。

从外存调入内存。

存储管理研究的内容存储管理研究的内容预调：

预调：

访问前访问前预先调入内存预先调入内存请调：

请调：

因空间不因空间不足，访问时请求足，访问时请求调入内存调入内存单道连续一次调入单道连续一次调入分页式请求调入分页式请求调入分段式分段式请求调入请求调入段页式段页式请求调入请求调入取取多道固定分区一次调入多道固定分区一次调入多道可变分区一次调入多道可变分区一次调入l第三个的问题：

换（第三个的问题：

换（ReplacementReplacement），即），即请求从外存调入的页或段与内存中的哪些请求从外存调入的页或段与内存中的哪些块或哪个存储区对换？

块或哪个存储区对换？

存储管理研究的内容存储管理研究的内容换换先进先出算法先进先出算法FIFO时钟算法时钟算法CLOCK最优算法最优算法OPT最近最少使用算法最近最少使用算法LRU页式策略页式策略5.15.1程序的装入和链接程序的装入和链接一、源程序装入内存的三个步骤一、源程序装入内存的三个步骤l编译编译l链接链接l装入装入一、源程序装入内存的三个步骤一、源程序装入内存的三个步骤如：

有一作业如：

有一作业AA，有，有44个程序段，装入过程如下：

个程序段，装入过程如下：

主程主程序段序段子主程子主程序段序段数据段数据段堆栈段堆栈段编译编译主程主程序段序段子主程子主程序段序段数据段数据段堆栈段堆栈段040K030K020K010K链接链接主程主程序段序段子主程子主程序段序段数据段数据段堆栈段堆栈段0100K装入装入OS用户用户可用可用内存内存空间空间地址地址重定重定位位0800K4096K作业作业A的源的源程序程序-名名空间空间作业作业A的目标的目标模块模块-逻辑逻辑地址空间地址空间作业作业A重定位重定位后的物理地址后的物理地址空间空间作业作业A的目标的目标程序程序（可执行可执行文件文件）-逻逻辑地址空间辑地址空间二、链接方式二、链接方式11、静态链接、静态链接-程序运行之前就事先程序运行之前就事先将外部目标模块链接成可执行文件，称为静态将外部目标模块链接成可执行文件，称为静态链接。

例：

如下作业链接。

例：

如下作业BB有三个目标程序模块。

有三个目标程序模块。

链接链接装入装入OS用户用户可用可用内存内存空间空间地址地址重定重定位位0800K4096K模块模块ACallBReturn模块模块BCallCReturn模块模块CReturn0L-10M-10N-1模块模块AJSR“L”Return模块模块BJSR“L+M”Return模块模块CReturn0L-1LL+M-1L+ML+M+N-1作业作业B的目标模块的目标模块-逻辑地址空间逻辑地址空间作业作业B的目标的目标程序程序（可执行可执行文件文件）-逻逻辑地址空间辑地址空间二、链接方式二、链接方式22、装入时动态链接、装入时动态链接-程序在装入内程序在装入内存时才将外部目标模块链接成完整的可执行的存时才将外部目标模块链接成完整的可执行的目标模块。

目标模块。

装入时链接装入时链接地址地址重定重定位位4096K模块模块ACallBReturn模块模块BCallCReturn模块模块CReturn0L-10M-10N-1OS用户用户可用可用内存内存空间空间0800K模块模块AJSR“L”Return模块模块BJSR“L+M”Return模块模块CReturn0L-1LL+M-1L+ML+M+N-1作业作业B的目标模块的目标模块-逻辑地址空间逻辑地址空间基址寄存器基址寄存器二、链接方式二、链接方式33、运行时动态链接、运行时动态链接-由于程序在每由于程序在每次运行时，可能运行的次运行时，可能运行的程序模块可能不同，在程序模块可能不同，在程序得到运行时才将用到的目标模块链接成完程序得到运行时才将用到的目标模块链接成完整的可执行的目标模块。

整的可执行的目标模块。

三、重定位三、重定位-完成相对（逻辑）地址转换成完成相对（逻辑）地址转换成内存物理（绝对）地址的工作。

分为静态重定内存物理（绝对）地址的工作。

分为静态重定位和动态重定位。

位和动态重定位。

如下图示：

如下图示：

相对地址相对地址操作系统操作系统-50K-50K050K80K130K190K256K作业作业1-20KB作业作业2-40K作业作业3-50K作业作业4-60K作业作业1-20KB作业作业2-40KB作业作业3-50KB作业作业4-60KB020K40K050K60K00内存物理地址内存物理地址重重定定位位5.2连续空间分配方式：

单道连续、多道固定、多道可变5.2.1单道连续分配单道:

指指任一时刻内存只有一道作业，任一时刻内存只有一道作业，该作业连续存放于内存中。

该作业连续存放于内存中。

特点：

易于理解，访问效率高、空间特点：

易于理解，访问效率高、空间利用率低。

利用率低。

（11）内存空间安排：

内存除存在）内存空间安排：

内存除存在OSOS外，外，余下的空间只供一个用户程序使用。

余下的空间只供一个用户程序使用。

一、管理方法操作系统操作系统用户程序用户程序0aaa+1a+1nn界地址寄存器界地址寄存器

（2）设置越界检查机构：

用户程序每访用户程序每访问一次主存，越界检查机构将访问的地址问一次主存，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，则与界地址寄存器中的值比较。

若越界，则终止其执行。

终止其执行。

falsefalse界地址寄存器界地址寄存器AAaaCPUCPUtruetrue地址地址AA终止程序运行终止程序运行操作系统操作系统用户用户程序程序0anaa（33）覆盖（）覆盖（overlapoverlap）技术）技术引入原因：

因内存小于作业的程序引入原因：

因内存小于作业的程序空间而引入覆盖。

空间而引入覆盖。

方法：

将用户空间划分成一个固定方法：

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，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依次调用的子程序则放在同一个覆盖区。

操作系统提供覆盖系统调用函数，区。

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。

由用户编程序时考虑调用。

操作系统操作系统固定区固定区（4k）（4k）覆盖区覆盖区（6k）（6k）覆盖区覆盖区（10k）（10k）A（4k）A（4k）E（10k）E（10k）D（6k）D（6k）C（4k）C（4k）B（6k）B（6k）F（8k）F（8k）例例:

下图的调用关系中下图的调用关系中,B,B不会调用不会调用C,CC,C也不会调用也不会调用B,B,所以过程所以过程B,CB,C不必不必同时调入主存同时调入主存,同样同样DD、EE之间，之间，DD、EE与与FF之间也有同样的关系。

之间也有同样的关系。

多道：

多道：

任一时刻内存可有多道作业，每道任一时刻内存可有多道作业，每道作业连续存放于内存作业连续存放于内存.5.2.25.2.2多道固定划分法多道固定划分法一、固定划分管理方法一、固定划分管理方法（11）将用户）将用户内存空间分成内存空间分成长度固定的若长度固定的若干块。

每块分干块。

每块分区的大小不一区的大小不一定相等。

定相等。

操作系统操作系统U1U1.UUnn用用户户空空间间例如例如:

某存储系统共某存储系统共256KB256KB采用固定分区采用固定分区法，法，0-50K0-50K为为OSOS使用。

使用。

50K-80K50K-80K为分区为分区11，80K-130K80K-130K为分区为分区22，130K-190K130K-190K为分区为分区33，190K-256K190K-256K为分区为分区44。

见图示见图示操作系统操作系统-50K-50K分区分区1-30K1-30K分区分区2-50K2-50K分区分区4-66K4-66K050K80K130K分区分区3-60K3-60K190K256K这样，内存就可这样，内存就可以同时装入四个作以同时装入四个作业，分区业，分区11可装入可装入小于小于30KB30KB的作业，的作业，分区分区22可装入小于可装入小于50KB50KB的作业，分区的作业，分区33可装入小于可装入小于60KB60KB的作业，分区的作业，分区44可可装入小于装入小于66KB66KB的作的作业。

业。

操作系统操作系统-50K-50K050K80K130K190K256K作业作业1-20KB作业作业2-40K作业作业3-50K作业作业4-60K1.1.上下界寄存器上下界寄存器的地址检查机构。

的地址检查机构。

当作业被调度运行当作业被调度运行时，作业在内存中时，作业在内存中的上下界地址送上的上下界地址送上下界寄存器，每次下界寄存器，每次内存访问时，地址内存访问时，地址检查机构作越界检检查机构作越界检查。

查。

（22）地址访问保护技术的第一种方式）地址访问保护技术的第一种方式操作系统操作系统-50K-50K050K80K130K190K256K作业作业1-20KB作业作业2-40K作业作业3-50K作业作业4-60K（11）上下界寄存器和地址检查机构。

）上下界寄存器和地址检查机构。

CPUCPU下界寄存器下界寄存器上界寄存器上界寄存器TrueTrueTrueTrue地址地址AA程序性中断程序性中断操作系统操作系统-50K-50K050K80K130K190K256K作业作业1-20KB作业作业2-40K作业作业3-50K作业作业4-60K静态重定位：

静态重定位：

指用户代码中使用的相对指用户代码中使用的相对地址地址,连接程序连接程序将其装配成绝对地址。

将其装配成绝对地址。

（即：

在装入一个作业时，把该作业中（即：

在装入一个作业时，把该作业中的程序和数据地址一次全部转换成绝对的程序和数据地址一次全部转换成绝对地址。

地址。

）（22）上下界寄存器和地址检查机构要）上下界寄存器和地址检查机构要求作业采用静态重定位技术。

求作业采用静态重定位技术。

100500:

MOVR1,（500）123450700例：

程序例：

程序A的逻辑地址空间如图，将其装的逻辑地址空间如图，将其装入内存。

内存起始地址为入内存。

内存起始地址为5000号单元。

用号单元。

用静态重定位法画出其装入内存后的情况。

静态重定位法画出其装入内存后的情况。

MOVR1，（500）表示：

将表示：

将500号单号单元（地址）的数据元（地址）的数据12345送入送入1号寄存器。

号寄存器。

静态重定位装入内静态重定位装入内存后的情况：

存后的情况：

100500:

MOVR1,（500）1234507005100550057005000逻辑地址逻辑地址:

MOVR1,5500123450内存物理地址内存物理地址22.基址寄存器、长基址寄存器、长度寄存器的动态地度寄存器的动态地址转换机构。

址转换机构。

当作当作业被调度运行时，将业被调度运行时，将作业所占内存基址及作业所占内存基址及长度送基址、长度寄长度送基址、长度寄存器，每次内存访问存器，每次内存访问时，先看访问地址是时，先看访问地址是否小于长度，然后否小于长度，然后+基基址进行访存。

见下图。

址进行访存。

见下图。

操作系统操作系统-50K-50K050K80K130K190K256K作业作业1-20KB作业作业2-40K作业作业3-50K作业作业4-60K（22）地址访问保