广西大学：《计算机操作系统》课程教学资源（PPT课件）第5章 内存管理

第5章内存管理 本章知识点: 5.,1概述 5,2存储管理的基本技术 ·53分页存储管理 54分段存储管理 55段页式存储管理 56虚拟内存的置换算法 57系统举例(略)

1 第5章 内存管理 本章知识点： • 5.1 概述 • 5.2 存储管理的基本技术 • 5.3 分页存储管理 • 5.4 分段存储管理 • 5.5 段页式存储管理 • 5.6 虚拟内存的置换算法 • 5.7 系统举例（略）

51概述 在计算机系统中,内存管理在很大程度 上影响着这个系统的性能,这使得存储 管理成为人们研究操作系统的中心问题 之一。虽然随着硬件技术和生产水平的 内在谷量是计算机资源手最关键最 紧张的资源。因此,对内存的有效管理 仍是现代操作系统中十分重要的问题。 2

2 5.1 概述 在计算机系统中，内存管理在很大程度 上影响着这个系统的性能，这使得存储 管理成为人们研究操作系统的中心问题 之一。虽然随着硬件技术和生产水平的 迅速发展，内存的成本急速下降，但是， 内存容量仍是计算机资源中最关键且最 紧张的资源。因此，对内存的有效管理 仍是现代操作系统中十分重要的问题

511基本概念 1存储器的层次 速L缓存 程序和数据 可以被CPU 容量增加 度价格上升 内存 直接存取 程序和数据必须 外存 先移到内存,才 能被CPU存取 3级存储器结构

3 5.1.1 基本概念 1.存储器的层次 3级存储器结构 缓 存 内 存 外 存 程序和数据必须 先移到内存，才 能被 CPU 存取 程序和数据 可以被 CPU 直接存取 速 度 、 价 格 上 升 容 量 增 加

511基本概念 2.存储管理 在单道程序系统中,存储管理就是分配 和回收内存区。 在多道程序系统中,要求存储管理具有 内存空间管理、地址转换、内存扩充、 内存保护和共享等功能

4 5.1.1 基本概念 2.存储管理 在单道程序系统中，存储管理就是分配 和回收内存区。 在多道程序系统中，要求存储管理具有 内存空间管理、地址转换、内存扩充、 内存保护和共享等功能

512虚拟存储器 虚拟存储器是具有请求调入和交换功能 能从逻辑上对内存容量进行扩充、给用 户提供了一个比真实的内存空间大得多 的地址空间,在作业运行前可以只将一部 分装入内存便可运行的、以逻辑方式存 在的存储器。虚拟存储器的核心,实质 上是让程序的访问地址和内存的可用地 址相脱离。虚拟存储器最显著的特性是 虚拟性,在此基础上它还有离散性、多 次性和交换性等基本特征

5 5.1.2 虚拟存储器 虚拟存储器是具有请求调入和交换功能、 能从逻辑上对内存容量进行扩充、给用 户提供了一个比真实的内存空间大得多 的地址空间,在作业运行前可以只将一部 分装入内存便可运行的、以逻辑方式存 在的存储器。虚拟存储器的核心，实质 上是让程序的访问地址和内存的可用地 址相脱离。虚拟存储器最显著的特性是 虚拟性，在此基础上它还有离散性、多 次性和交换性等基本特征

513重定位 把地址空间中使用的逻辑地址转换为内 存空间中的物理地址的地址转换叫做重 定位,也称为地址映射或地址映像。根 据地址转换的时间及采用技术手段的不 同,把重定位分为静态重定位和动态重 定位两种

6 5.1.3 重定位 把地址空间中使用的逻辑地址转换为内 存空间中的物理地址的地址转换叫做重 定位，也称为地址映射或地址映像。根 据地址转换的时间及采用技术手段的不 同，把重定位分为静态重定位和动态重 定位两种

513重定位 1.静态重定位 静态重定位是由专门设计的重定位装配程序来完成 的,是在目标程序装入到内存区时由装配程序来完 成地址转换。 优点:无需增加地址转换机构 缺点: 不能实现重新分配内存 用户必须事先确定所需的存储量 ·每个用户进程需各自使用一个独立的副本

7 5.1.3 重定位 1. 静态重定位 静态重定位是由专门设计的重定位装配程序来完成 的，是在目标程序装入到内存区时由装配程序来完 成地址转换。 优点：无需增加地址转换机构 缺点 ： • 不能实现重新分配内存 • 用户必须事先确定所需的存储量 • 每个用户进程需各自使用一个独立的副本

513重定位 2.动态重定位 动态重定位是在目标程序执行过程中,在CPU 访问内存之前,由硬件地址映射机构来完成将 要访问的指令或数据的逻辑地址向内存的物理 地址的转换。 优点:内存的使用更加灵活有效;几个作业共 窃,系粱美贪杰转接籍理无需用户 缺点:需附加硬件支持;实现存储器管理的软 件比较复杂

8 5.1.3 重定位 2. 动态重定位 动态重定位是在目标程序执行过程中，在CPU 访问内存之前，由硬件地址映射机构来完成将 要访问的指令或数据的逻辑地址向内存的物理 地址的转换。 优点：内存的使用更加灵活有效；几个作业共 享一程序段的单个副本比较容易；无需用户干 预，由系统来负责全部的存储管理。 缺点 ：需附加硬件支持；实现存储器管理的软 件比较复杂

52存储管理的基本技术 最基本的4种存储管理技术是分区法、 可重定位分区法、覆盖技术、交换 技术

9 5.2 存储管理的基本技术 最基本的4种存储管理技术是分区法、 可重定位分区法、覆盖技术、交换 技术

521分区法 分区管理是满足多道程序设计的一种最 简单的存储管理方法。其基本原理是给 每一个内存中的进程划分一块适当大小 的存储块,以连续存储各进程的程序和 数据,使各进程能并发进彳

10 5.2.1 分区法 分区管理是满足多道程序设计的一种最 简单的存储管理方法。其基本原理是给 每一个内存中的进程划分一块适当大小 的存储块，以连续存储各进程的程序和 数据，使各进程能并发进行