第五章存储管理2

1、复习n存储管理的功能是什么？n什么是虚拟存储器？n什么是地址重定位？n地址重定位有哪两种？n动态地址重定位的优点是什么？n内存信息的保护方法有哪几种？单道程序设计单道程序设计n最简单可行的存储管理方案是一次只运最简单可行的存储管理方案是一次只运行一个程序，该程序与操作系统共享内行一个程序，该程序与操作系统共享内存存单道程序设计n用于早期的个人计算机中的方案，例如：运行MS-DOS的计算机位于ROM中的设备驱动程序用户程序位于RAM中的操作系统BIOS00 xFFF知识小链接nBIOS是一组程序，必须先运行完BIOS才能使软盘、光盘或硬盘上的程序正常工作nBIOS是固化在集成电路内部的程序代码，

2、又属于硬件的一部分，可称它为Firmware “固件”。n存放BIOS的ROM占用的地址也是固定的，也就是说该地址不能被其它的程序占用，以免每次开机都要寻找BIOS程序的起始点。n我们通常所说的BIOS芯片实际上指的是储存BIOS的ROM芯片，ROM仅仅只是Firmware的载体。单道程序设计n用于掌上型计算机和嵌入式系统的方案位于ROM中的操作系统用户程序00 xFFF第五章 存储管理分区存储管理分区存储管理n思想：把内存划分为若干个大小不等的区域，操作系统占用其中一个分区，每个应用进程占用一个分区或一部分分区存储管理分类1）固定分区：把内存区域划分为若干个分区，每个分区只能装一个进程，分区

3、一旦划分结束，在整个执行过程中每个分区的长度和总分区数目不变n优点：易于实现，开销小n缺点：nA）碎片问题nB）分区总数在系统生成时确定，限制了并发执行的进程数目固定分区法分区存储管理分类n固定分区用的数据结构：n分区说明表（说明各分区的分区大小、起始地址、是否空闲）分区存储管理分类n2）动态分区：内存不是预先划分好的，而是当装入进程/作业时，根据需求和内存使用情况来决定是否分配n优点：无碎片问题n缺点：开销大动态分区法动态分区法分区存储管理分类n动态分区用的数据结构：n可用分区表：（每个表目参数包括区号、分区长度、起始地址）n可用分区自由链：（每个空闲区的开始存放本区的大小、下个区的起始地址

4、）动态分区法分区的分配与回收n1）固定分区：n分配：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。将对应的分区状态置为已分配n回收：将对应的分区状态置为未使用分区的分配与回收n2）动态分区：n分配：寻找某个空闲分区，条件是空闲分区=进程要求n若空闲分区进程要求，则将其一分为二，分别标记占用/空闲n若空闲分区=进程要求，则标记占用分区的分配与回收n动态分区分配：nA）最先适应法：空闲分区按地址递增顺序排列，找到符合要求的第一分区nB）最佳适应法：空闲分区按大小递增顺序排列，找到符合要求的第一分区nC）最坏适应法：空闲分区按大小递减顺序排列，找到符合要求的第一分区分

5、区的分配与回收n三种方法比较：n最先适应法：搜索速度快，尽可能利用低地址空间n最佳适应法：空闲区=用户要求且空闲区最小n最坏适应法：不留下碎片，希望分配后的剩余部分能进行再分配分区的分配与回收n动态分区回收：n将回收分区的起始地址和大小记录下来n注意：在空闲区回收时可能要进行空闲区拼接动态分区回收练习n在动态分区存储管理中，某一进程完成在动态分区存储管理中，某一进程完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲区合并，造成空闲区数减闲区合并，造成空闲区数减1 1的情况是的情况是_nA A有上邻空闲区，但无下邻空闲区有上邻空闲区，但无下邻空闲区nB B无上邻空闲区，但

6、有下邻空闲区无上邻空闲区，但有下邻空闲区nC C有上邻空闲区，也有下邻空闲区有上邻空闲区，也有下邻空闲区nD D无上邻空闲区，也无下邻空闲区无上邻空闲区，也无下邻空闲区分区管理n优点：n1）简单n2）实现了多个作业或进程对内存的共享n缺点：n1）碎片问题n2）作业或进程大小受分区大小限制n3）不利于程序段的共享碎片问题n碎片（外部碎片）碎片（外部碎片）问题：主存中不连续问题：主存中不连续的很小的空闲空间。的很小的空闲空间。25KB作业作业D15KB作业作业C30KB作业作业B20KB作业作业A操作系统操作系统外部碎片外部碎片外部碎片外部碎片分区管理n讨论：n1）分区管理无法实现虚拟存储器（不采

7、用内存扩充技术）。因为每个用户进程所需内存容量是受到分区大小限制的n2）扩充内存方法可采用覆盖技术或交换技术n3）动态分区只能使用动态地址重定位的方法。因为动态分区时分区大小不固定，空闲区的拼接会移动内存中的程序和数据拼接技术n拼接技术拼接技术移动已分配区，使空闲区连续（大搬移动已分配区，使空闲区连续（大搬家）。家）。n拼接的问题：拼接的问题：u要耗费要耗费CPU时间；时间；u要等待；要等待；u要重定位。要重定位。操作系统操作系统作业作业A作业作业B作业作业C作业作业D20KB30KB 90KB15KB25KB25KB作业作业D15KB作业作业C30KB作业作业B20KB作业作业A操作系统操作

8、系统外部碎片外部碎片外部碎片外部碎片练习练习n例：有一操作系统采用动态分区管理，用户区例：有一操作系统采用动态分区管理，用户区主存为主存为512KB，空闲块链入空闲块表。分配，空闲块链入空闲块表。分配时截取空块的前半部分（小地址部分），初始时截取空块的前半部分（小地址部分），初始时全部空闲，之后申请了如下操作序列：时全部空闲，之后申请了如下操作序列：u1)register(300KB)u2) register(100KB) release(300KB)u3) register(150KB) u4) register(50KB) u5) register(90KB) 分区管理分区管理n问：问：n

9、1）若采用最先适应法，空块表中有哪些）若采用最先适应法，空块表中有哪些空块？（指出大小和起始地址）空块？（指出大小和起始地址）n2）若采用最佳适应法，空块表中有哪些）若采用最佳适应法，空块表中有哪些空块？（指出大小和起始地址）空块？（指出大小和起始地址）n3）若随后又要申请）若随后又要申请80KB，上述两种情，上述两种情况会产生什么后果？说明什么问题？况会产生什么后果？说明什么问题？n解：解：1）最先适应法：）最先适应法：112KB100KB512KB1）300KB212KB1）2）300KB112KB100KB300KB2）2）3）150KB150KB100KB112KB4）2）3）150KB 50KB100KB100KB112KB4）2）3）150KB 50KB 10KB100KB112KB5） 90KB空块起始地址、空块长度 290KB 10KB 400KB 112KBn2）最佳适应法：）最佳适应法：112KB100KB512KB1）300KB212KB1）2）300KB112KB100KB300KB2）2）3）150KB150KB100KB112KB2）4）3）150KB150KB100KB 50KB 62KB5）2）4）3）150KB 90KB100KB 50K