操作系统课件4PPT资料.ppt

1、制定分配策略；内存区域的划分方式管理内存分配表；内存区域的划分方式（2 2）内存空间的共享）内存空间的共享（3 3）存贮空间保护）存贮空间保护多进程之间不会越界访问多进程之间不会越界访问（4 4）地址变换）地址变换（5 5）主存的）主存的“扩充扩充”问题问题虚拟内存管理。虚拟内存管理。6地址地址三、地址变换的基本概念1）什么是“地址”地址是以字节为单元的存储器编号地址是以字节为单元的存储器编号n n内存空间（绝对空间）与物理地址内存空间（绝对空间）与物理地址整个系统从整个系统从0 0开始，即从开始，即从0 0号存储单元开始号存储单元开始n n程序空间（相对空间）与逻辑地址程序空间（相对空间）与

2、逻辑地址程序由机器代码组成，以字节为单位程序由机器代码组成，以字节为单位 每个程序都从每个程序都从0 0开始开始8程序空间例：程序空间例：用UltraEdit打开的debug.exe程序9地址变换地址变换2）为什么要进行地址变换多道程序并发执行：多道程序并发执行：相对空间到绝对空间的映射相对空间到绝对空间的映射3）如何进行地址变换n n 重定位重定位基地址是程序在内存中的定位基地址是程序在内存中的定位逻辑地址转换为物理地址就是地址映射或重定位逻辑地址转换为物理地址就是地址映射或重定位逻辑地址转换为物理地址就是地址映射或重定位逻辑地址转换为物理地址就是地址映射或重定位逻辑地址逻辑地址逻辑地址逻辑

3、地址基地址基地址基地址基地址+物理地址物理地址物理地址物理地址0000MemoryMemory10地址变换地址变换重定位：n n静态重定位静态重定位静态重定位静态重定位装入内存时一次性完成地址变换，运行过程地址不变装入内存时一次性完成地址变换，运行过程地址不变装入内存时一次性完成地址变换，运行过程地址不变装入内存时一次性完成地址变换，运行过程地址不变优点：无需硬件支持优点：无需硬件支持缺点：不易实现程序共享缺点：不易实现程序共享n n动态重定位动态重定位动态重定位动态重定位n n动态改变基地址动态改变基地址动态改变基地址动态改变基地址n n优点：内存使用灵活、可对内存进行非连续分配优点：内存使

4、用灵活、可对内存进行非连续分配n n缺点：需要硬件支持，实现较复杂缺点：需要硬件支持，实现较复杂11装入和链接装入和链接四、程序的装入和链接四、程序的装入和链接从用户源程序到内存中可执行的代码将经历：从用户源程序到内存中可执行的代码将经历：n n编译编译：完成用户源程序从高级语言到机器可理解代码的转完成用户源程序从高级语言到机器可理解代码的转换换根据任务的需要可能形成若干相对独立的目标模块根据任务的需要可能形成若干相对独立的目标模块n n链接：链接：将任务所需的目标模块链接起来，如标准库、系统将任务所需的目标模块链接起来，如标准库、系统库库形成一个完整的装入模块形成一个完整的装入模块n n装入

5、：装入：由系统的装入操作将装入模块装入内存由系统的装入操作将装入模块装入内存12装入装入程序的装入n n涉及：涉及：放到内存什么地方放到内存什么地方如何内存中找到所需的逻辑单元如何内存中找到所需的逻辑单元n n装入方法的类型：装入方法的类型：绝对装入绝对装入可重定位装入可重定位装入动态装入动态装入内存空间的分配内存空间的分配内存空间的分配内存空间的分配地址空间的映射，地址的变换地址空间的映射，地址的变换地址空间的映射，地址的变换地址空间的映射，地址的变换13绝对装入绝对装入A、绝对装入方式n n装入模块的地址与内存实际地址完全相同装入模块的地址与内存实际地址完全相同n n系统装入程序时工作最简

6、单，直接分配，不变系统装入程序时工作最简单，直接分配，不变换地址换地址n n要求：要求：用户使用绝对地址编程用户使用绝对地址编程用户了解程序在内存中的存放位置用户了解程序在内存中的存放位置用户控制内存使用情况用户控制内存使用情况14可重定位装入可重定位装入B、可重定位装入方式n n装入模块中使用从装入模块中使用从0 0开始的相对地址开始的相对地址n n装入时装入时由系统分配内存空间，由系统分配内存空间，并完成装入模块中相对地址变换为绝对地址并完成装入模块中相对地址变换为绝对地址逻辑地址逻辑地址逻辑地址逻辑地址基地址基地址基地址基地址+物理地址物理地址物理地址物理地址装入模块中的相对地址装入模块

7、中的相对地址装入模块中的相对地址装入模块中的相对地址装入后实际的内存地址装入后实际的内存地址装入后实际的内存地址装入后实际的内存地址15装入时的地址变换装入时的地址变换MOV ax,2500MOV ax,25003653650 01000100025002500100001000011000110001250012500MOV ax,2500MOV ax,2500365365程序空间程序空间内存空间内存空间0 0125001250012500 12500 10000+250010000+2500物理地址物理地址物理地址物理地址基地址基地址基地址基地址相对地址相对地址相对地址相对地址16动态装入

8、动态装入C、动态装入方式n n在具有中级调度的系统中，进程出入内存的次在具有中级调度的系统中，进程出入内存的次数不只一次数不只一次装入模块中使用相对地址，装入时不变换地址，在装入模块中使用相对地址，装入时不变换地址，在执行时执行时才完成地址的变换才完成地址的变换地址的变换仍利用重定向机制地址的变换仍利用重定向机制n n特点特点方便了模块的动态装入，加载方便了模块的动态装入，加载为减少执行时间，需使用特殊的硬件支持为减少执行时间，需使用特殊的硬件支持17内存连续分配内存连续分配4.2连续分配存储管理方式特点：为一个用户程序分配一个连续的内存空间特点：为一个用户程序分配一个连续的内存空间程序空间本

9、来就是连续的程序空间本来就是连续的用连续的内存装入连续的程序，减少管理工作的难用连续的内存装入连续的程序，减少管理工作的难度度18单一连续分配单一连续分配4.2.1单一连续分配适用于单用户系统适用于单用户系统1）基本思想：内存分为系统区和用户区内存分为系统区和用户区用户程序占据整个用户区用户程序占据整个用户区仅允许一个用户仅允许一个用户OSOS区区区区用户区用户区用户区用户区或或或或OSOS区区区区用户区用户区用户区用户区或或或或OSOS区区区区用户区用户区用户区用户区OSOS区区区区0 0系统在低端内存系统在低端内存系统在低端内存系统在低端内存系统在高端内存系统在高端内存系统在高端内存系统在

10、高端内存19单一连续分配算法单一连续分配算法2）单一连续分配算法作业作业作业作业 用户区？用户区？给作业分配存贮空间，装入程序给作业分配存贮空间，装入程序给作业分配存贮空间，装入程序给作业分配存贮空间，装入程序Y Y不能分配不能分配不能分配不能分配N N20单一连续分配的存储保护单一连续分配的存储保护3）单一连续分配的存贮保护存贮保护：存贮保护：保护系统区不被用户错误占用保护系统区不被用户错误占用（1 1）设置界限寄存器：）设置界限寄存器：判别地址是否超界判别地址是否超界（2 2）把）把CPUCPU工作状态分为工作状态分为“管管”态和态和“目目”态态管态：管态：CPUCPU只访问只访问OSOS

11、区区目态：只访问用户区目态：只访问用户区21固定分区分配固定分区分配4.2.2固定分区分配适应多用户系统。适应多用户系统。1 1）基本思想）基本思想内存分区内存分区每个分区装入一道作业，同时可装入多道作业每个分区装入一道作业，同时可装入多道作业对分区进行存贮保护对分区进行存贮保护2）实现方法：分区说明表分区号分区号大小大小起始地址起始地址状态状态1 14K4K0000H0000H未分配未分配未分配未分配2 28K8K4000H4000H已分配已分配已分配已分配3 312K12K12000H12000H 未分配未分配未分配未分配相等分区法相等分区法相等分区法相等分区法不等分区法不等分区法不等分区

12、法不等分区法22内零头与外零头内零头与外零头内存分配性能评价的一类重要指标n n内零头：内零头：分配给用户但用户没有使用的空间分配给用户但用户没有使用的空间“多分配的空间多分配的空间”n n外零头：外零头：没有分配但无法分配的空间没有分配但无法分配的空间太小而无法分配，太小而无法分配，“分不出去的空间分不出去的空间”n n单一连续分配有较大的内零头单一连续分配有较大的内零头n n分区分配有小于一个分区的内零头，分区分配有小于一个分区的内零头，n n如果分区太小就成为外零头如果分区太小就成为外零头 23动态分区分配动态分区分配4.2.3动态分区分配（可变分区分配）引入固定分区分配会造成大量的内零

13、头固定分区分配会造成大量的内零头1）基本思想n n分配分区时，仅将进程需要的大小分配出去，分配分区时，仅将进程需要的大小分配出去，其余的仍然留在空白内存表里。其余的仍然留在空白内存表里。空白内存表空白内存表线性数据结构线性数据结构 索引索引 链表链表24动态分区分配的实现方法动态分区分配的实现方法2）实现方法（1 1）分区的数目一定，但大小可变）分区的数目一定，但大小可变）分区的数目一定，但大小可变）分区的数目一定，但大小可变（2 2）分区的数目和大小均可变）分区的数目和大小均可变）分区的数目和大小均可变）分区的数目和大小均可变空白分区说明表空白分区说明表空白分区说明表空白分区说明表空白分区链

14、表空白分区链表空白分区链表空白分区链表状态状态状态状态 大小大小大小大小前一块前一块前一块前一块状态状态状态状态 大小大小大小大小后一块后一块后一块后一块状态状态状态状态 大小大小大小大小前一块前一块前一块前一块状态状态状态状态 大小大小大小大小后一块后一块后一块后一块分区号分区号分区号分区号大小大小大小大小起始地址起始地址起始地址起始地址状态状态状态状态1 14K4K0000H0000H未分配未分配未分配未分配2 28K8K4000H4000H已分配已分配已分配已分配3 312K12K12000H12000H 未分配未分配未分配未分配25动态分区分配的过程动态分区分配的过程3）分配过程选选选选分分分分用户需要用户需要的大小的大小留留留留用户用户从空白分区链表中选取适当分区从空白分区链表中选取适当分区从空白分区链表中选取适当分区从空白分区链表中选取适当分区mmm.size u.size minsizem.size u.size 越界？越界？页号页号页号页号 块号块号块号块号页表页表5 51