第1节操作系统存储管理做什么？

1、第3单元 主存管理第一节 主存管理做什么？1l相关概念的引入相关概念的引入l主存管理完成的功能主存管理完成的功能l举例举例程序执行流程：从计算机如何工作开始 mov ax, 100 100: 0 PC存储器存储器取指取指-执行执行-取指取指-执行执行将程序放到内存中，将程序放到内存中，PC指向开始地址指向开始地址要解决的问题int main(int argc, char* argv) ._main: mov 300, 0call xx call 40040_main: mov 300, 0call xx call 4010001040PC0以以0为参照编址为参照编址物理内存中程序的起始地址可以

2、是任何物理内存中程序的起始地址可以是任何地址地址 修改程序中的地址_main: mov 300, 0call xx call 4010001040PC0_main: mov 1300, 0call xx call 104010001040PC0n什么时候完成地址修改什么时候完成地址修改? 编译时编译时载入时载入时编译时做好地址修改的程序只能放在内存固定位置编译时做好地址修改的程序只能放在内存固定位置载入时做好地址修改的程序一旦载入内存就不能动了载入时做好地址修改的程序一旦载入内存就不能动了地址修改的最合适的时机 运行时基地址基地址(base) _main: mov 300, 0call xx

3、call 40_sum: .int 0在内存中在内存中任何地方任何地方300物理地址物理地址base+300(offset)逻辑地址逻辑地址每执行一条指令都要进行地址修改每执行一条指令都要进行地址修改base每个进程有各自的基地址，放在哪里每个进程有各自的基地址，放在哪里?PCBPC 物理地址是计算机主存单元的真实地址，又称为绝对地址或实地址。 物理地址的集合所对应的空间组成了主存空间。 用户的程序地址(指令地址或操作数地址)均为逻辑地址。 用户程序所有的逻辑地址集合对应的空间。将程序地址空间中使用的逻辑地址变换成主存中的物理地址的过程，称为地址映射。 在程序在程序执行执行期间，随着每条指令和

4、数据的访问期间，随着每条指令和数据的访问自动地自动地 连续地进行地址映射这种地址变换方式称连续地进行地址映射这种地址变换方式称为为动态地址映射动态地址映射。在作业在作业装入装入过程中随即进行的地址变换方式称为过程中随即进行的地址变换方式称为静态地址映射静态地址映射程序载入后还需要移动 n还有一个重要概念还有一个重要概念: 交换交换(swap)常驻程序常驻程序(操作系统操作系统)进程进程3内存内存磁盘磁盘进程进程1进程进程1睡眠睡眠换出换出进程进程2换入换入进程进程1进程进程3进程进程3睡眠睡眠换出换出进程进程1进程进程2整理一下思路进程进程1 进程进程2 操作系统操作系统 内存内存逻辑地址逻辑

5、地址 0逻辑地址逻辑地址 0mov ax, 100mov ax, 100mov ax, 100IR2000基地址基地址PC20001000switchPC1000mov ax, 100IR每条指令都要每条指令都要执行，效率很执行，效率很重要。硬件支重要。硬件支持持(MMU)进程切换时根进程切换时根据据PCB切换切换一起切换这个一起切换这个基地址基地址第3单元 主存管理第一节 主存管理做什么？11l相关概念的引入相关概念的引入l主存管理完成的功能主存管理完成的功能l举例举例 主存分配策略在众多个请求者中选择一个请求者的原则 放置策略在可用资源中选择一个空闲区的原则 调入策略 决定信息装入主存的时

6、机 预调策略：预先将信息调入主存 请调策略：当需要信息时，将信息调入主存 淘汰策略在主存中没有可用的空闲区时，决定哪些信息从主存中移走到辅存，即确定淘汰已占用的内存区的原则。必须由硬件(软件配合)保证各用户程序只能在给定的存储区域内活动，这种措施叫做存储保护。 上下界地址保护 基地址+限长例：作业大小为4KB，主存首址为20KB。 mov r1 , 500 123020KB256KB1存储空间24KB下界寄存器 20KB上界寄存器 24KB 如何设置上下界寄存器内容 ？ 如何判断是否越界 ？ 若 下界物理地址物理地址 上界 允许访问； 否则发生越界中断上下界保护必须由硬件(软件配合)保证各用户

7、程序只能在给定的存储区域内活动，这种措施叫做存储保护。 上下界地址保护 基地址+限长例：作业大小为4KB，主存首址为20KB。 如何设置基址、限长寄存器内容 ？ 如何判断是否越界 ？ 若 逻辑地址逻辑地址 限长寄存器 允许访问； 否则发生越界中断 mov r1 , 500 123020KB256KB1存储空间24KB基址寄存器 20KB限长寄存器 4KB基地址+限长 交换 由操作系统和硬件相配合来完成主存和辅存之间的信息的动态调度。这样的计算机系统好像为用户提供了一个其存储容量比实际主存大得多的存储器，这个存储器称为虚拟存储器。虚拟存储器实现的依据 程序的局部性原理第3单元 主存管理第一节 主

8、存管理做什么？22l相关概念的引入相关概念的引入l主存管理完成的功能主存管理完成的功能l举例举例把逻辑地址转换成物理地址称为（把逻辑地址转换成物理地址称为（ ）。）。A.地址分配地址分配 B.地址映射地址映射 C.地址保护地址保护 D.地址越界地址越界动动态重定位的时机是态重定位的时机是程序执行时程序执行时。静态静态 ：程序装：程序装入时入时A.程序编译时程序编译时 B.程序链接时程序链接时C.程序装入时程序装入时 D.程序运行时程序运行时例子举例在下面关于虚拟存储器的叙述中，正确的是（在下面关于虚拟存储器的叙述中，正确的是（ ）。）。A.要求程序运行前必须全部装入内存且在运行过程中一直驻留在内存要求程序运行前必须全部装入内存且在运行过程中一直驻留在内存B.要求程序运行前不必全部装入内存且在运行过程中不必一直驻留在内存要求程序运行前不必全部装入内存且在运行过程中不必一直驻留在内存C.要求程序运行前不必全部装入内存但是在运行过程中必须一直驻留在内要求程序运行前不必全部装入内存但是在运行过程中必须一直驻留在内存存D.要求程序运行前必须全部装入内存但在运行过程中不必一直驻留在内存要求程序运行前必须全部装入内存但在运行过程中不必一直驻留在内存举例通常所说的通常所说的“存储保护存储保护”的基本含义是（的基本含义是（ ）A.防止存储器硬件受损