《操作系统》课程教学资源（PPT课件）第八章 实存储器管理技术

详理技术 第8章实存储器管理技术 8.1引言 8,2固定分区 ■83可变分区多道管理技术 ■8.4多重分区管理技术 8.5简单分页 ■8.6简单分段 ■87内核主存管理

第八章 实存储器管理技术 第8章 实存储器管理技术 ◼ 8.1 引言 ◼ 8.2 固定分区 ◼ 8.3 可变分区多道管理技术 ◼ 8.4 多重分区管理技术 ◼ 8.5 简单分页 ◼ 8.6 简单分段 ◼ 8.7 内核主存管理

详理技术 8.1引言 存储器包括内存(主存)和外存(磁盘) ■存储器的功能是保存数据,存储器的发展方 向是高速、大容量和小体积。 n内存在访问速度方面的发展:DRAM、 SDRAM、 SRAM等; 硬盘技术在大容量方面的发展:接口标准、存储 密度等 ■主存储器管理技术分为两大类 ■实存储器管理 ■虚拟存储器管理

第八章 实存储器管理技术 8.1 引言 ◼ 存储器包括内存（主存）和外存（磁盘） ◼ 存储器的功能是保存数据，存储器的发展方 向是高速、大容量和小体积。 ◼ 内存在访问速度方面的发展：DRAM、SDRAM、 SRAM等； ◼ 硬盘技术在大容量方面的发展：接口标准、存储 密度等； ◼ 主存储器管理技术分为两大类 ◼ 实存储器管理 ◼ 虚拟存储器管理

详理技术 8.1引言 ■存储器的物理组织、多级存储器 ■存储组织是指在存储技术和CPU寻址技术许 可的范围内组织合理的存储结构 其依据是访问速度匹配关系、容量要求和价格 “寄存器-内存-外存”结构 “寄存器-缓存-内存-外存”结构: 微机中的存储层次组织: ■访问速度越慢,容量越大,价格越便宜; ■最佳状态应是各层次的存储器都处于均衡的繁忙 状态(如:缓存命中率正好使主存读写保持繁 忙);

第八章 实存储器管理技术 8.1 引言 ◼ 存储器的物理组织、多级存储器 ◼ 存储组织是指在存储技术和CPU寻址技术许 可的范围内组织合理的存储结构。 ◼ 其依据是访问速度匹配关系、容量要求和价格。 ◼ “寄存器-内存-外存”结构 ◼ “寄存器-缓存-内存-外存”结构； ◼ 微机中的存储层次组织： ◼ 访问速度越慢，容量越大，价格越便宜； ◼ 最佳状态应是各层次的存储器都处于均衡的繁忙 状态（如：缓存命中率正好使主存读写保持繁 忙）；

详理技术 8.1引言 寄存器( register) 快速缓存( cache) 内存( primary storage) 外存( secondary storage) ■快速缓存: Data Cache TLB (Translation Lookaside Buffer) 内存:DRAM, SDRAM等; ■外存:软盘、硬盘、光盘、磁带等;

第八章 实存储器管理技术 8.1 引言 ◼ 快速缓存： ◼ Data Cache ◼ TLB(Translation Lookaside Buffer) ◼ 内存：DRAM, SDRAM等； ◼ 外存：软盘、硬盘、光盘、磁带等； 外存(secondary storage) DOS核心 命令处理程序 内存(primary storage) 快速缓存(cache) 寄存器(register)

详理技术 8.1引言 主存储器管理功能 存储分配和回收:分配和回收算法及相应的数据结 构。 地址变换和重定位 可执行文件生成中的链接技术 n程序加载(装入)时的重定位技术 进程运行时硬件和软件的地址变换技术和机构 ■存储共享和保护 代码和数据共享 ■地址空间访问权限(读、写、执行) ■存储器扩充:存储器的逻辑组织和物理组织; ■由应用程序控制:覆盖; 由OS控制:交换(整个进程空间),虚拟存储的请求调入令 和预调入(部分进程空间)

第八章 实存储器管理技术 8.1 引言 ◼ 主存储器管理功能 ◼ 存储分配和回收：分配和回收算法及相应的数据结 构。 ◼ 地址变换和重定位： ◼ 可执行文件生成中的链接技术 ◼ 程序加载(装入)时的重定位技术 ◼ 进程运行时硬件和软件的地址变换技术和机构 ◼ 存储共享和保护： ◼ 代码和数据共享 ◼ 地址空间访问权限（读、写、执行） ◼ 存储器扩充：存储器的逻辑组织和物理组织； ◼ 由应用程序控制：覆盖； ◼ 由OS控制：交换（整个进程空间），虚拟存储的请求调入 和预调入（部分进程空间）

详理技术 8.2固定分区 ■单道作业(单一固定分区) ■内存分为两个区域:系统区,用户区。应用程序装 入到用户区,可使用用户区全部空间 ■使用界地址寄存器保护系统信息 最简单,适用于单用户、单任务的OS ■优点:易于管理 缺点:对要求内存空间少的程序,造成内存浪费; 程序全部装入,很少使用的程序部分也占用内存

第八章 实存储器管理技术 8.2 固定分区 ◼ 单道作业（单一固定分区） ◼ 内存分为两个区域：系统区，用户区。应用程序装 入到用户区，可使用用户区全部空间 ◼ 使用界地址寄存器保护系统信息 ◼ 最简单，适用于单用户、单任务的OS ◼ 优点：易于管理 ◼ 缺点：对要求内存空间少的程序，造成内存浪费； 程序全部装入，很少使用的程序部分也占用内存

详理技术 OXFFF 用户程序 位于RAM中的 ROM中的 操作系统 设备驱动程序 用户程序 位于RAM中的 用户程序 操作系统 位于RAM中的 操作系统 0 单一连续区存储管理

第八章 实存储器管理技术 用户程序 位于RAM中的 操作系统 0xFFF... 0 位于RAM中的 操作系统 用户程序 0 ROM中的 设备驱动程序 用户程序 位于RAM中的 操作系统 0 单一连续区存储管理

详理技术 8.2固定分区 口多道作业 主存分为固定大小的若干块,主存分区的数 量不变,每个分区的大小也不变 分区的信息由存储分块表(MBT)管理 大小:以字节为单位 位置:分区的起始地址 状态:分区是否被使用 使用界地址寄存器 ■采用静态重定位

第八章 实存储器管理技术 8.2 固定分区 ◼ 多道作业 ◼ 主存分为固定大小的若干块，主存分区的数 量不变，每个分区的大小也不变 ◼ 分区的信息由存储分块表（MBT）管理 ◼ 大小：以字节为单位 ◼ 位置：分区的起始地址 ◼ 状态：分区是否被使用 ◼ 使用界地址寄存器 ◼ 采用静态重定位

详理技术 Operating System Operating System 8 M 8 M 2 M 4 M 8 M 6 M 8 M 8 M 8 M 8 M 8 M 固定分区(大小相同) 固定分区(多种大小)

第八章 实存储器管理技术 8 M 8 M 8 M 8 M 8 M Operating System Operating System 8 M 12 M 8 M 8 M 6 M 4 M 2 M 固定分区(大小相同) 固定分区(多种大小)

8.3可变分区多道管理技术 (动态分区) 主存事先并不划分分区,而是在作业级 如主存时,按作业大小建立分区,分给 作业使用 优点:没有分区内部碎片 缺点:有外碎片;如果大小不是任意的, 也可能出现内碎片

第八章 实存储器管理技术 8.3 可变分区多道管理技术 （动态分区） ◼ 主存事先并不划分分区，而是在作业级 如主存时，按作业大小建立分区，分给 作业使用 ◼ 优点：没有分区内部碎片 ◼ 缺点：有外碎片；如果大小不是任意的， 也可能出现内碎片