浙江大学城市学院操作系统chapter4

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1、第四章 存储器管理本章摘要本章摘要5CPUProc60%/yr.(2X/1.5yr)DRAM9%/yr.(2X/10 yrs)DRAM1101001000198019811983198419851986198719881989199019911992199319941995199619971998199920001982Processor-MemoryPerformance Gap:(grows 50% / year)PerformanceTime“Moores Law”(really Joys Law)Processor-DRAM Memory Gap (latency)“Less Law?

2、”现代计算机系统的多级存储层次现代计算机系统的多级存储层次0.25nsSpeed (ns):1ns100ns500B 1TBSize (bytes):64KB1GB10msCPURegisterCACHEMEMORYI/O device存储管理的主要功能 地址和重定位 名字空间 地址空间 存储空间 A: JMP B B:LOAD r1,D1 D1: 1234 0 10 40 500 JMP 40 LOAD 1,500 1234 1000 1010 1040 1500 JMP 1040 LOAD r1,1500 1234地址重定位 静态重定位示意图静态重定位示意图 JMP 40 LOAD r1,

3、500 重定位项表opopopop001100100102004240400515001000110012101010111012 0040 0041 0042 004300 1040 1041 1042 104300 动态重定位示意图动态重定位示意图 内存的分配和回收 存储保护 在分区存储管理方式中，系统区存放着操在分区存储管理方式中，系统区存放着操作系统的程序和数据，用户区的每个分区作系统的程序和数据，用户区的每个分区存放着一道用户作业。存放着一道用户作业。 存储保护的任务就是防止用户访问内存的存储保护的任务就是防止用户访问内存的系统区，也不准一个用户访问其分区以外系统区，也不准一个用户访

4、问其分区以外的其它分区。的其它分区。 分区管理方式常用的存储保护方法：分区管理方式常用的存储保护方法： 界地址法界地址法 保护键法保护键法存储共享 在多道程序系统中，任何保护机制必须具在多道程序系统中，任何保护机制必须具有一定的灵活性，以便允许多个进程访问有一定的灵活性，以便允许多个进程访问主存的同一部分。主存的同一部分。 为完成同一个任务的多个合作进程可能需为完成同一个任务的多个合作进程可能需要共享访问同一个数据结构。要共享访问同一个数据结构。 存储器管理系统必须允许对存储器共享区存储器管理系统必须允许对存储器共享区域的受控访问，而不会损害本质上的保护域的受控访问，而不会损害本质上的保护作用

5、。作用。单一连续存储区管理 分区管理 固定分区 固定分区采用的分配策略固定分区采用的分配策略内部碎片内部碎片内部碎片内部碎片动态分区 作业号 请求容量 运行时间 1 40K 40秒 2 100K 10秒 3 60K 5秒 4 30K 20秒秒 5 40K 30秒秒 6 70K 15秒秒数据结构 分配算法 可重定位动态分区管理 主存不足的存储管理技术主存不足的存储管理技术伙伴系统伙伴系统二叉树表示二叉树表示伙伴系统特点伙伴系统特点分页式存储管理基本原理分页式存储管理基本原理简单分页技术的基本概念 逻辑地址逻辑地址物理地址物理地址页表 页面大小的选择 地址变换机构 分页存储管理策略的地址转换过程分页存储管理策略的地址转换过程分页存储管理策略的地址转换例子分页存储管理策略的地址转换例子快表快表局部性原理局部性原理采用相联存储器的地址转换采用相联存储器的地址转换具有快表的地址变换机构 分页式存储空间的分配和回收分页式存储空间的分配和回收例题例题练习练习练习练习简单分段技术 段表 地址转换 分段和分页的主要区别 段的共享与保护段页式存储管理 利用段表和页表实现地址映射过程利用段表和页表实现地址映射过程 段页式存储管理策略的地址转换过程段页式存储管理策略的地址转换过程