五、操作系统之存储管理

五、存储管理

存储管理的功能                                                                                         

存储分配的方式                                                                                            

重定位（地址映射）：在可执行文件装入时需要解决可执行文件中地址（包含指令和数据的地址）和内存地址的对应。

1.    



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3.    

内存信息的共享和保护

1.    



2.    界限保护：                                                                                               



3.    访问方式保护：                                                                                      

虚拟存储器：为用户提供一种不受物理存储器结构和容量限制的存储技术。

1.    使得用户编程时不需要考虑物理内存的结构和容量；每个进程都拥有自己的虚存，且虚存大小不受实际物理存储器的限制。

2.    虚拟存储器的物质基础：两级存储结构（内存和外存）；地址变换机构（实现逻辑地址到物理地址的转换）。

3.    虚拟存储器的原理：                                                                                   



4.    根据地址空间结构的不同将虚拟存储技术分为三类：页式管理；段式管理；段页式管理。

内外存数据传输的控制



1.    覆盖：                                                                         



2.    交换：                                                                                                        



3.    虚拟存储：                                                                                            

分区存储管理

1.    原理：把内存分为一些大小相等或不等的分区，除操作系统占用一个分区外，其余分区用来存放进程的程序和数据。



2.    分区管理——固定分区法：作业执行前把内存固定地划分区域。缺点：存在大量碎片，主存利用率低。                                                                





3.    分区管理——动态分区法：在作业的处理过程中划分区域。                                





                            

4.    固定分区的分配与回收：存储管理程序根据请求表查询分 区说明表，从中找出一个满足要求的空闲分 区，并将其分配给申请者。

5.    动态分区的分配与回收：最先匹配法（按分区起始地址的递增次 序，从头查找，找到符合要求的第一个分区）；最佳匹配法（按分区大小的递增次序， 查找，找到符合要求的第一个分区）；最坏匹配法（按分区大小的递减次 序，从头查找，找到符合要求的第一个分区）。









6.    分区存储管理的主要优缺点                                                                               

页式存储管理

1.    基本原理                                                                                                         



2.    逻辑地址的表示                                                                                        



3.    页表：页式存储管理的数据结构，它包括用户程序空间的页面与内存块的对应关系、页面的存储保护和存取控制方面的信息。





4.    页式地址映射                                                                               

请求页式存储管理——纯页式（静态）存储管理提高了内存的利用效 率，但并不为用户提供虚存。为此，提出了请求分页（动态）存储管理技术。

1.    实现思想：                                                                                           



2.    请求分页要解决的问题：如何发现执行的程序或访问的数据不在内存；调入策略，程序或数据什么时候调入内存；淘汰策略，当一些页调入内存时，内存没有空闲内存，将淘汰哪些页。

3.    调入策略：                                                                                              



4.    淘汰策略的评价指标：缺页次数和缺页率（缺页率为缺页次数与总访问次数之比）。

5.    置换算法                                                                                                 







当要完全实现LRU算法需花费巨大的系统开销（必须对每一个页面都设置有关的访问记录 项，而且每一次访问都必须更新这些记录）。实际系统中往往使用LRU的近似算法







6.    存储保护                                                                                            



7.    

段式存储管理——基本概念

1.    段式管理的由来                                                                                             



2.    分段                                                                                                                



3.    段式管理的程序地址结构                                                                                



4.    段式管理的内存分配思想                                                                             



5.    段表和段表地址寄存器                                                                                        



                                



6.    分页和分段的异同之处                                                                               

段式存储管理——实现原理

1.    段式管理的内存分配与释放                                                                              



2.    段式管理程序进行地址变换的步骤                                                                  



3.    段的共享                                                                                          

段式存储管理——优缺点

1.    优点                                                                                                                  



2.    缺点                                                                                                           

段页式存储管理——基本概念

1.    段页式管理的基本思想                                                                                    



2.    等分内存：把整个内存分成大小相等的内存块（内存被划分成 若干个页），内存块从0开始依次编号。

3.    地址空间分段：把用户程序分成若干段，每段有段名。

4.    段内分页：段内页面的大小与内存块相同，每段都分别从0开始 依次编号。虚空间的最小单位是页而不是段，分段大小不再受内 存可用区的限制（每段所拥有的程序和数据在内存中 可以按页分开存放）。

5.    逻辑地址的构成                                                                                          



6.    



各种存储方法比较                                                                                              



作者：龙猫小爷

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來源：简书

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