存储器相关概念PPT课件

1、存储器相关概念 存储器管理的相关概念存储器管理的相关概念 存储器相关概念 存储器概念存储器概念 存储器（存储器（storage, memory ）。分成两类：）。分成两类： 内存储器内存储器外存储器外存储器 简称简称内存、主存、物理存内存、主存、物理存 储器储器 处理机能直接访问的存储处理机能直接访问的存储 器。用来存放系统和用户器。用来存放系统和用户 的程序及数据，特点时存的程序及数据，特点时存 取速度快，存储方式是以取速度快，存储方式是以 新换旧，断电信息丢失。新换旧，断电信息丢失。 简称简称外存、辅助存储器外存、辅助存储器 处理机不能直接访问的存处理机不能直接访问的存 储器。用来存放用户

2、的各储器。用来存放用户的各 种信息，存取速度相对内种信息，存取速度相对内 存而言要慢得多，但它可存而言要慢得多，但它可 用来长期保存用户信息。用来长期保存用户信息。 在设备管理中介绍。在设备管理中介绍。 存储器相关概念 存储器管理的对象存储器管理的对象 存储管理存储管理(memory management)，即对存储器的管理。，即对存储器的管理。 内存和外存两者物理特性不同，操作系统对它们的管内存和外存两者物理特性不同，操作系统对它们的管 理方式也不同。本章介绍的是对内存的管理，对外存理方式也不同。本章介绍的是对内存的管理，对外存 的管理将在磁盘存储器管理中介绍。的管理将在磁盘存储器管理中介绍

3、。 内存又分为内存又分为ROM和和RAM，ROM为固化只读的。因此为固化只读的。因此 操作系统的存储管理模块管理的是内存中的操作系统的存储管理模块管理的是内存中的RAM。 内存可以看作是以字或字节为单位的存储单元组成的内存可以看作是以字或字节为单位的存储单元组成的 数组，每个存储单元都有自己的地址。数组，每个存储单元都有自己的地址。 内存的作用：存储指令和数据。程序执行时，先加载内存的作用：存储指令和数据。程序执行时，先加载 到内存。到内存。CPU执行时，从内存取指令，分析指令，如执行时，从内存取指令，分析指令，如 需要则从内存取操作数。执行完毕后，存储运算结果需要则从内存取操作数。执行完毕后

4、，存储运算结果 到内存。到内存。 存储器相关概念 存储器管理的功能存储器管理的功能 内存分配和回收：内存分配和回收： 为每个进程分配内存空间，并在它们不需要时回收其占据为每个进程分配内存空间，并在它们不需要时回收其占据 的空间。的空间。 方式：方式： 静态分配：作业运行前一次性完成静态分配：作业运行前一次性完成 动态分配：作业运行前和运行中逐步完成动态分配：作业运行前和运行中逐步完成 内存保护：内存保护：为防止内存中程序相互干扰，要设置地址空为防止内存中程序相互干扰，要设置地址空 间访问权限（读、写、执行）和越界检查机制。间访问权限（读、写、执行）和越界检查机制。 地址映射：地址映射：将地址空

5、间中的逻辑地址转化为内存空间中将地址空间中的逻辑地址转化为内存空间中 与之对应的物理地址。与之对应的物理地址。 内存扩充内存扩充(逻辑扩充逻辑扩充)：即在不改变实际内存容量情况下，即在不改变实际内存容量情况下， 借助大容量外存解决内存不足问题。（虚拟存储器）借助大容量外存解决内存不足问题。（虚拟存储器） 存储器相关概念 地址的概念地址的概念 1.物理地址物理地址（内存地址，绝（内存地址，绝 对地址，实地址，对地址，实地址，physica l address）：把内存分成）：把内存分成 若干个大小相等的存储单若干个大小相等的存储单 元，每个单元给一个编号，元，每个单元给一个编号， 这个编号称为物

6、理地址。这个编号称为物理地址。 物理地址可直接寻址。物理地址可直接寻址。 物理地址空间：物理地址空间：物理地址的物理地址的 集合称为物理地址空间集合称为物理地址空间 （内存空间），它是一个（内存空间），它是一个 一维的线性空间。一维的线性空间。 存储器相关概念 地址的概念地址的概念( (续续) ) 2.逻辑地址逻辑地址（相对地址，虚地址，（相对地址，虚地址，logical address）：）： 一个源程序经编译、链接而形成可装入程序，其一个源程序经编译、链接而形成可装入程序，其 地址是从地址是从“0”开始的，程序中的其它地址都是开始的，程序中的其它地址都是 相对于起始地址计算的，故称相对于起

7、始地址计算的，故称相对地址相对地址。 地址空间：由逻辑地址所形成的地址范围。可能地址空间：由逻辑地址所形成的地址范围。可能 是线性的，也可能是多维的。是线性的，也可能是多维的。 存储器相关概念 地址的概念地址的概念( (续续) ) 用户的程序经过编译后形成用户的程序经过编译后形成目标代码目标代码， 目标代码通常采用相对地址的形式。其特点是：目标代码通常采用相对地址的形式。其特点是： u用户编程无物理地址概念用户编程无物理地址概念 u但程序在编译时必须有地址概念，可以缺省认但程序在编译时必须有地址概念，可以缺省认 为每个用户程序拥有一个空间：为每个用户程序拥有一个空间： u逻辑空间逻辑空间 u从

8、从0开始编址开始编址 u程序执行必需存储空间，且该空间在执行前不程序执行必需存储空间，且该空间在执行前不 确定确定 u运行时刻确定其真正的内存地址运行时刻确定其真正的内存地址 存储器相关概念 地址的概念地址的概念( (续续) ) 存储器相关概念 地址的概念地址的概念( (续续) ) 问题：问题： 用户编程空间地址用户编程空间地址:逻辑地址虚概念逻辑地址虚概念 内存地址内存地址:物理地址实概念物理地址实概念 执行程序时如何实现二者之间的转换？执行程序时如何实现二者之间的转换？ 存储器相关概念 地址的概念地址的概念( (续续) ) 3.地址映射地址映射(address mapping)：将用户程序

9、中的：将用户程序中的 逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理 地址。地址。 有时也称为地址变换、地址重定位。有时也称为地址变换、地址重定位。 当程序装入内存时，操作系统要为该程序分配当程序装入内存时，操作系统要为该程序分配 一个合适的内存空间，由于程序的逻辑地址与一个合适的内存空间，由于程序的逻辑地址与 分配到内存物理地址不一致，而分配到内存物理地址不一致，而CPU执行指令执行指令 时，是按物理地址进行的，所以要进行地址转时，是按物理地址进行的，所以要进行地址转 换。换。 存储器相关概念 4.地址映射的分类地址映射的分类 静态重定位：静态重定位：当用户程序被装入内存时，一次性当用户程序被装入内存时，一次性 实现逻辑地址到物理地址的转换，以后不再转实现逻辑地址到物理地址的转换，以后不再转 换（一般在装入内存时由软件完成）。换（一般在装入内存时由软件完成）。 不允许程序运行时在内存中移动。不允许程序运行时在内存中移动