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1、第四章 存储器管理 l存储器的层次 l 用户程序的主要处理阶段 1. 编辑阶段：创建源文件 2. 编译阶段：生成目标文件 3. 连接阶段：生成可执行文件 4. 装入阶段：重定位，装入内存 5. 运行阶段：得到结果 l 存储器管理的功能 存储器管理的功能：内存分配、地址映射、内存保护、内存扩充。 l 存储器有关概念 1. 逻辑地址：用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址。 2. 物理地址：内存中各物理单元的地址是从统一的基地址顺序编址。 3. 重定位：把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程。 4. 静态重定位：是在目标程序装入内存时，由装入程序对目标程序中的指令和数据的地址进行修改
2、，即把程序的逻辑地址都改成实际的内存地址。重定位在程序装入时一次完成。5. 动态重定位：在程序执行期间，每次访问内存之间进行重定位，这种变换是靠硬件地址变换机构实现的。 6. 碎片：内存中容量太小、无法被利用的小分区。 l 存储管理基本技术 三种基本的存储管理技术：分区法、可重定位分区法和对换技术 1. 分区法：把内存划分成若干分区，每个分区里容纳一个作业。 1) 固定分区：分区的个数、分区的大小固定不变； 每个分区只能放一道作业。 优点：管理方式简单。 缺点：内存空间利用率低。 2) 动态分区法：分区大小和个数依作业情况而定；作业进入内存时才建分区。 优点：按需分配内存 缺点：产生大量碎片。
3、 2. 可重定位分区分配：通过紧缩可解决碎片问题；作业在内存中可以移动。 优点：解决了碎片的问题，提高了主存利用率； 缺点：增加了开销。，但须消耗大量的CPU时间。 3. 对换技术：作业（或进程）在内存和磁盘之间交换，换出暂时不能运行的作业（或进程）；换入具备运行条件的作业（或进程）。 l 虚拟存储器 1. 虚拟存储器：是由操作系统提供的一个假想的特大存储器 2. 虚拟存储器的基本特征： 1) 虚拟扩充：不是物理上，而是逻辑上扩充了内存容量 2) 部分装入：每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一部分 3) 离散分配：不必占用连续的空间，而是“见缝插针”。 4) 多次对换：所需的全部程序
4、和数据要分成多次调入内存 3. 虚拟存储器受到的限制： 1) 指令中表示地址的字长 2) 外存的容量 l 分页存储管理技术 1. 分页的概念 1) 逻辑空间等分为页； 2) 物理空间等分为块，与页面大小相同； 3) 逻辑地址表示：（如，页面大小为1K） 4) 内存分配原则：以块为单位，逻辑上相邻的页可以分配在不相邻的内存块中。 5) 页表：实现从页号到物理块号的地址映射 6) 地址映射：由硬件完成。 2. 请求分页的基本思想 1) 地址空间分页，内存分块，页与块大小相同； 2) 作业部分装入内存。 3) 作业所占的各块不连续。 4) 硬件通过页表生成访内地址。 5) 若缺页，进行缺页中断处理，
5、换入内存。 6) 利用快表可加速地址转换。 l 分段存储管理技术 1. 分段的概念 1) 逻辑空间分段：段是信息的逻辑单位，每段对应一个相应的程序模块，有完整的逻辑意义。 2) 程序的地址结构： 逻辑地址表示：（二维的地址空间） 3) 内存分配：内存以段为单位进行分配，每个段单独占用一块连续的内存分区。 4) 段表：实现每个逻辑段到物理内存中分区位置的映射 5) 地址转换：见图 P126 4-23 2. 分页与分段的区别 分页 分段 信息的物理单位 信息的逻辑单位 大小一样，由系统固定 大小不等，由用户确定 地址空间是一维的 地址空间是二维的 l 虚存中的置换算法 1. 先进先出法（FIFO）
6、：将最先进入内存的页换出内存。 例如 内存块数量为3时，采用FIFO页面置换算法，下面页面走向情况下，缺页次数是多少？ 缺页次数=15次 2. 最佳置换法（OPT）：将将来不再被使用或是最远的将来才被访问的页 例如 内存块数量为3时，采用OPT页面置换算法，下面页面走向情况下，缺页次数是多少？ 缺页次数=9次 3. 最近最少使用置换法（LRU）：将最近一段时间里最久没有使用过的页面换出内存。 例如 内存块数量为3时，采用LRU页面置换算法，下面页面走向情况下，缺页次数是多少？ 缺页次数=12次 4. 最近未使用置换法（NUR）：是LRU近似方法，比较容易实现，开销也比较小。 实现方法：在存储分块表的每一表项中增加一个引用位，操作系统定期地将它们置为0。当某一页被访问时，由硬件将该位置1。需要淘汰一页时，把该位为0的页淘汰出去，因为最近一段时间里它未被访问过。
