操作系统存储管理

第3章存储管理

本章研究的主要目的：第一、要使主存得到充分、有效的利用；第二、为用户提供方便的使用环境。第3章存储管理3.1概述3.2地址映射3.3分区管理3.4覆盖与交换3.5分页管理3.6分段管理3.7段页式管理3.8虚拟存储器管理3.1概述存储器分类内存：CPU直接存取，存放正要执行的程序和数据，访问速度快，价格贵，容量小。外存：CPU不能直接访问，存放暂时不执行的程序和数据，访问速度慢，容量大。存储管理指内存管理现代计算机系统的运行机制是基于冯·诺依曼的存储程序原理，即任何一个程序（包括操作系统本身）都必须被装入内存，占用一定的内存空间，才能执行，才能完成程序的特定功能。计算机采用二级存储结构：内存区包括系统区和用户区，系统区包括操作系统程序本身和系统扩展区，用户区包括目态下运行的系统程序和用户程序与数据；外存是大容量的磁盘或磁带等，存放准备运行的程序和数据，当进程要运行时，这些相应的程序和数据必须调入内存才能执行。在多道程序环境下，用户区可以同时存放几道程序，为多道程序所共享。用户程序与数据目态下运行的系统程序系统扩展区操作系统

系统区（管态）

用户区（目态）计算机二级存储结构所谓内存管理，是指内存用户区的管理，并不包括系统区。内存管理的目的：方便用户使用和提高内存的利用率。内存管理的主要任务是：（1）内存的分配与回收。（2）地址映射。（3）内存的共享。（4）存储保护。（5）存储扩充。3.2地址映射3.2.1逻辑地址3.2.2物理地址3.2.3地址映射方式3.2.1逻辑地址逻辑地址，也叫虚地址。我们平时用高级语言或汇编语言编程时，源程序中使用的地址都是符号地址，如：gotoLabelCALLsubroutine1用户不必关心符号地址Label或subroutine1在内存中的物理位置。源程序经过编译或汇编，再经过链接后，形成了一个以0地址为起始地址的虚拟空间，每条指令或每个数据单元都在虚拟空间中拥有确定的地址，该地址就称为逻辑地址，或虚拟地址。3.2.2物理地址物理地址，也叫实地址。所有程序必须装入内存才能执行。程序在执行时所占用的存储空间称作它的内存空间，也叫物理空间。一个物理空间是若干物理地址的集合。地址映射当内存分配区确定后，就要将虚拟地址变换为内存的物理地址，即地址映射（或重定位）3.2.3地址映射方式地址映射有两种方式：静态映射和动态映射。1.静态映射静态映射是在程序装入指定内存区时，由重定位装入程序一次性完成的。假设目标程序分配的内存区起始地址为B，那么程序中所有逻辑地址（假设为a），对应的内存空间的物理地址为B+a。动态映射是在程序执行过程中进行的，由硬件地址映射机构完成。其方法是：设置一个公用的基地址寄存器BR，存放现行程序分配的内存空间的起始地址。CPU以逻辑地址访问内存时，映射机构自动把逻辑地址加上BR寄存器中的内容而形成实际的物理地址如图2.动态映射只要改变BR的内容，就可改变程序的内存空间，实现程序的再定位。所以BR也叫重定位寄存器。3.3分区管理3.3.1固定分区管理3.3.2可变分区管理3.3.3地址转换与存储保护分区管理思想为了满足多道程序设计技术，把内存空间划分成若干个大小可等可不等的连续区域，每个用户作业分配一个区域，用户作业一次整体装入到这个区域中，并限制只能在这个区域中运行。分区方式分为：单一连续分配固定分区可变分区两种可重定位式分区多重分区3.斯3.厦1固定个分区怠管理固定悦分区获管理岛的基砍本原鸦理：舟把内篇存分粉为若米干大书小相揪等或毒不等坦的分岩区，峡分区巧的大梢小和唤分区逃的总池数由懂操作网系统趣在系沙统初坏启时见建立战，一握旦建掠好，渔在系谁统运耳行过啊程中抛，每臣个分狐区的倚大小照和分继区总艘数都杰是固狭定不鲁变的段。用到肥的数闪据结市构主渴要有司分区页说明口表（PD饶T），PD卵T中，符每一遵行为谁一个刘表目母，分议别记广载着著一个待分区政的特都性，决每个摔表目畜由若恳干栏高目组诊成，薯包括饿分区惨号、劫分区唐大小阁、起谅始地铜址以累及分尘区的广使用曾状态抓（已助分配曾用1表示宜，空附闲用0表示疫）。3.夫3.临1固定肚分区齐管理（1窗）基变本概趟念物理渴地址骗：实竿实在违在的凝内存陵编号心；逻辑其地址棒：基饺地址+偏移樱量地址才重定茅位：拜把用辨户程另序指胖令中丢的相会对地妹址变牵换成出在绝酬对地炎址空大间的彼绝对祝地址型的过攀程；（2）单贴一连苏续分从区存毕储管仿理基本孟思想操作揪系统狐区作业悦区一个僚用户叉程序罢独占挺作业投区操作系统区作业区单一远连续巧分配浪费单一课连续勤分配衫仅适敌用于单道厦程序坏设计浊环境吓，处理机废、主聋存都日不能具得到充分挡的利豆用。操作系统Call100H……10康00H20镰00H30钱00H40均00H采用娘静态谈重定轻位程序档运行冬前就结完成嗓了重坐定位齐工作特点羞：程序谦运行常前完厚成了书地址泄重定盈位，泛即分跃配地亩址空竿间；软件促实现桨；实行资重定豪位时期，程轿序装屯入一月次性爪完成市；静态团重定慌位后巨，指裹令中抽的地威址不俩再反翠映实股际位列置；（2与）单献一连布续分伟区存仙储管稠理实质墙：将敏存储摆器分弦为操纲作系船统区昂和用岗户区绩两个惜部分细，用铺户区程一次采只接迎纳一嗽个任口务，喉即单古道程池序静档态重充定位谱；概念猫：保护道存储猎：阻怀止用再户有悬意无饭意的元通过嫌不正枝当手御段访裁问操哲作系务统区廉。界限炼寄存回器：史存放携用户怎区的阳首地羞址，cp圣u在管快态下纸允许抽访问扔任何苏地址雕；在驻目态眼下，帜每次爆方存刮都要丢进行陶比较困，以慰免发泄生访伞问越库界；（2戚）单屯一连师续分吓区的姿缺点单道具程序铃，效支率低舒，资刺源利席用率越低；对换削技术扯：将淋作业姓信息犹存放您在辅舱存上栋，每灭次只嫂让一黎个进屠入内送存执陵行，违当有I/特o请求弄或者配时间敌片到洲达时证，换间出内锹存然样后让示其他偶作业航进入插；作业饱比用杂户区牺小则膨造成帅浪费乱；若作纹业比库用户辩区大打则作偶业无睡法运似行；覆盖付技术随：允料许一衔个作浪业的士若干续程序誉段使骨用同江一个注存储号区，触被公脏用的誓存储典区叫爸做覆亿盖区球；Ma搜in位(1彼0k丘b)A(却50然kb掠)C(情30狠kb刷)B(疫30共kb秤)D(打20撞kb仰)E(悔40辜kb扫)Main(10kb)A(50kb)B(30kb)C(30kb)D(20kb)E(40kb)10kb50kb40kb（3典）固君定分酿区存严储器遍管理概念壤：预玩先将凑用户昨区分奥为若嚷干连折续部悦分，谱每个站分区确尺寸宵可以颤相同师也可植以不租同，仓划分茄后其键个数累和每篇个分睡区的柄尺寸妨不变担，每票个分银区中约，只鸦允许核装入膊一个知作业算运行村；实现搜:(后备苏队列尸)能防容忍袜分区衡的最撕大~最小另作业岂都在颜该分耕区的巧后备谁队列辣上。易缺点火：有纯些分皮区忙欲碌有绑些空煎闲；改进怪：让罩多个趣分区芒共享再一个遭队列灵；分区饭的分滥配和第释放问题怜提出罩：多侄个作将业共炸用一钓个分雨区时晌，如滋何调渴度？舰即：疲存储银区选桥择作旅业。解决池：从队直列中智挑选保第一隙个可诊容纳士的作底业。碑缺点槽：作勾业如资果过估小，叠则产廉生浪腹费；从作灰业挑乞选可步容纳睁的最喘大作袄业。能缺点忽：歧鞠视小啦作业铁且效娱率低末下；保留杏至少扭一个杀小分凭区以虑满足示小作洽业的说运行次；用分工区分雪配表播实现笔PD害T分区号起始地址长度使用标志120kb8kbJob1228kb32kbJob6360kb64kb04124kb132kbjob2地址住重定街位和莲存储页保护每个杜分区孕中只肉有一希个作怪业，禽分区拆首地塘址就盯是作药业的极基址稀；要防东止程市序间教的越律界访答问：解决送越界民方法冷：低界谅限寄巧存器高界洗限寄既存器固定碎分区宋的特撇点和椅不足特点雹：多道规作业鄙；作业座独立忌分配凶分区耀，一窑次性堵装入古；分配躁分区怠后，砖用静著态重厨定位乎；缺点堡：作业祝的大熊小与勿分区垮的大灾小一翼般会弃不吻舍合；大作芝业可捎能分府配不伟到足舍够大灿的分箭区而舍得不渣到运电行；3.趟3.养2可变负分区仍的存匆储器杂管理实质垮：作节业要应求进坚入内车存时继，若营当时廉的内简存中怠有足诵够空设间则尝满足低作业琴要求晌，并国划给码一块梯与作案业等厚大的愚存储颜区；优点珠：每半个作励业都灿量体穴裁衣连，不离会出贞现内刻部碎举片；按（内/外部械碎片凤）缺点厅：分剩区的季数目水会逐灰渐增痒加，僻每个音分区复亦在们逐渐倚减小皮，造偏成有匆些分页区太堂小而内分配亭不下己去；3.唉3.誉2可变偿分区壤管理1.可变晶分区/动态辟分区践，与娇固定米分区挠有三肌点不票同：1）分浊区的蠢建立误时刻可变唯分区允：在剖系统远运行哪过程查中，债在作庙业装招入时誉动态蚀建立固定秒分区突：系牧统初旷启时态建立拜。2）分悄区的腹大小可变耕分区尝：根者据作胃业对浊内存壁的需押求量迎而分言配。固定牢分区材：事掠先设轻定，轨固定抽不变联。3）分毫区的激个数可变付分区俊：变边化不岂定。固定议分区榨：固辈定不帆变。1）基兵本原劲理对于临可变落分区老管理控，系岛统初成启时相，内泄存除贿操作夜系统驶区外浮，其微余空渣间为景一个押完整崭的大凯空闲锦区。当有置作业靠申请词时，希则从速空闲任区划贫出一昆个与锄作业社需求押量相捎适应置的区暖域进施行分配；作业送结束居时，收回释放晶的分停区；组若与四该分织区邻香接的诱是空土闲区纠，则束合并嘴为一迈个大推的空祖闲区快。随宫着一其系列制的分量配与筋回收弓，内栗存会羊形成致若干孔占用召区和沈空闲泼区交区错的甲布局躬。2.可变判分区不分配可见两，可屡变分僻区管辈理也锈存在泳“碎爹片”退问题邻。解扁决的庸办法影是：叶对碎挖片进和行拼时接或导密集(C援om降pa察ct弓in响g)注意洋掌握蔬拼接骡的时脂机：（1）回乡丰收某干个占辫用区估时。（2）需夜要为用新作星业分搂配内刻存空钢间，朴但找来不到史大小土合适骆的空元闲区样，而瓜所有译空闲回区总验容量杀却能化满足追作业锁需求姻量时倚。通常慨使用贵拼接绘或密拢集的途方法梢对上些述情搞况进严行处不理，察当然碍，需似要进母行重坛定位曲，用舱动态博地址买映射志方法舒实现齐。2）数昼据结鸽构可变舅分区蠢的分允区个证数是梦动态车变化亏的，摆为了察记载异内存房诚的使冲用状眉态，神不能计采用胳固定真分区财中使显用的膊静态晶表数忙据结分构——分区橡说明去表PD肝T。通常尸用占队用区编说明宅表UP撇T和空侵闲区雀说明献表FP锈T（或员空区脏链结消构）危来记述录可搏变分牙区的伤内存腔分配鼻情况陷。可变济分区拒引发奔的问院题采用门重定状位技养术，享以便谣程序小在内庄存中哗能随宽意移早动，茄唯空驰闲区全的合捆并提拐供依年据；记住右各个名分区始的情嚷况并伤加以富合并昏；提出往分区厚分配段算法如，让过作业谋挑选土合适撇的分革区；动态诵重定购位和日静态匆重定授位比较役：静态重定位动态重定位概念程序运行前实现重定位；程序运行时实现重定位；地址转换时刻运行前运行时谁来完成任务软件硬件完成形式一次性完成每执行一条则定位一条完成结果原来指令的地址被修改对指令本身没有修改操作系统Call100H……10塌00H20宿00H30曾00H40唤00H10圆00H+1、犁固定工分区境存储覆管理械把主移存储凤器划炎分成承若干园个连眼续区他，每配个连劫续区悼称一狸个分宁区。慕经划盈分后撤分区定的个甜数是隐固定晨的，燃各个才分区娘的大匪小（棒）厦。A．是艇一致牌的B．都领不相逗同C．可助以相辱同，旋也可舍以不责相同盼，但掏根据园作业埋长度当固定D．在锹划分山时确率定且春长度谊保持摘不变2、拜采用赴固定妄分区性方式花管理坏主存筒储器项的最灿大缺决点是砌（辆）。A．不毒利于蚕存储垒保护B．主扁存空俱间利汁用率材不高C．要朝有硬帖件的粒地址惠转换贡机构D．分宽配算温法复掘杂（4）空卖闲区法的合修并合并阻时机系：调度坏道某善个作狭业（霜大作善业）雨：为菊满足税大作泛业需尊要而摘被迫火合并哨，-〉花精躁力管镇理空裕闲区返；作业乖运行真完释信放资厘源时乒：总帖是保称持较宇大的找内存扮区，巩但合勾并频舌率高飘而导筝致开念销会匪增大胖。管理饱方式够：表格恢法、教单链叠表法垮、双破链表英法、表格浇法操作系统空闲区（8KB）作业区（32KB）空闲区（32KB）作业区（120KB）空闲区（300KB）序号起始地址尺寸状态1--空228KB32KB作业B3--空492KB120KB作业D5--空序号起始地址尺寸状态120KB8KB空闲260KB32KB空闲3212KB300KB空闲4-空5-空02028609221程251贪2（5仙）空遍闲分寻区分方配算倚法最先无适应亮算法最佳切适应己算法最坏蜜适应田算法最佳队适应衣（最汪优）Be秧st生f最it：空白参区表凭中的举空白窄区按申其容量老以递炭增的次黑序排幸列。严当要鼻求分舅配一所个空抽白区劈燕时，少由小杆到大毁顺序连查找误分区而说明逝表，罢找到中第一椅个满吧足申乡丰请长匹度的血最小股空闲猾区，声分配堂并分岗割。故如果牛有剩窄余部弊分，招作为少一个娘空白塘区将密其插事入适无当的奔位置样；最佳折适应筋算法熄：选拔择容延量接柱近的饥空闲虑区来掠分配僚，产棋生大跟量碎常片。分配大策略/算法分区尤策略/算法最差班适应坊（最附坏）Wo烂rs爬t默fi纲t：空白捞区表厚中的晶空白挥区按削其容量轨以递皮减的次姐序排蛾列。逗查找啄分区裹说明束表，船找到侮第一慕个满残足申鹅请长饶度的贸空闲贷区，跃分配虫并分挡割。沃剩余坦部分烤插入奶适当觉位置牺。最差简适应岔算法怖：分索割大穷空闲体区后僚，还戏可以辞产生晃较大回的空疼闲区鲜，空贵闲区母均匀滚地减径小，坐以避请免碎斤片。分配蝴策略/算法首次/最先拖适应Fi见rs丘t制fi螺t：空白想区按关地址虾大小肥递增晓顺序踪蝶排列绢。查弟找分沃区说肃明表奇，找鼻到第冤一个乖满足膨申请销长度努的空类闲区们，分趋配并独分割印。剩骄余部练分保北留在拒空白电区表弦中原隐来的逐位置笼。最先锻适应深算法晒：尽趟可能漂利用樱存储踏器的轰低地泄址部轿分，抚因此峰在低确地址义部分酬会很问快地哨产生哪大量柄碎片绒。分区僵策略/算法唯一绸最佳家适应卷算法疼（si器ng郊le揪b什es棚t慌fi暑t）分区绪按大长小顺研序分桂级（8K叉B、16草KB、32贿K荷B、……）作业昆按请怨求容残量也水分成熔相应魔的存贼储级渐，仅绢当PD曾T中相观应级炕的分炎区为究空闲聚时，普才进沉行内乡丰存分膜配，旧即使歪有更膨大的舍分区魔空闲晴也不竹予以低分配不。可变快式分下区举件例（首贵次/流最先则适应让算法赶）分配回收2、3可变裙式分辉区中请求/分配一个亩分区怕的流隔程可变穴式分嘉区中释放/回收一个楼分区宫的流企程当某拌一块切归还汉后，榜前后障空间合并踩，修馋改内碧存空按闲块震表考虑公：上酷邻、咳下邻吩、上下学相邻格、上回下不超相邻分区号分区容量分区位置状态123458KB32KB---120KB---321KB320KB---384KB---已分配已分配空项已分配空项已分考配的梢分区御状态滴表未分慈配的季分区孤状态挠表可用可用352KB504KB32KB520KB12状态分区位置分区容量分区号…………比较称：固定寇式分裹区与蜘可变耐式分短区固定究式分谋区法搞由系浇统先咽把内彼存划递分为均若干跨个大屠小固苍定的秩分区绵，各液分区捧的大探小可熔以不粘同，理但是需固定课。可变砍式分姑区法浙系统摘不预园先划苹分固蜜定分私区，注在装筛入程袋序时催建立枝分区筛，分英区容井量正坏好适定应作黄业的雅大小恒，分诉区的较个数骑也可爬变。可变望式分裹区法分比固后定式量分区阔法能待获得佳更好锹的内松存利蒸用率目。固定汇式分软区和领可变辟式分凝区优点有助渡于多还道程织序设乞计；不受贫过多撑的硬亡件限纹制，肤只需窝要界据地址蹈寄存尽器，规用于造存储沫保护臣；所采牺用的练算法奏较简荒单，府易于添实现固定裂式分富区和歪可变棍式分椅区缺点会产很生一亭些散判布于葡存储制器各忽处的碎片，不盯能集辫中使眠用，惹降低呈内存坡利用因率。分区简大小捆受到橡主存痒容量喝的限姜制，无法炼扩充夺主存后容量。碎片套问题经过费一段美时间模的分玩配回阳收后甜，内罚存中省存在善很多蚕很小兔的空盗闲块臂。它怖们每完一个叉都很榆小，浴不足聚以满肃足分皆配要贪求；蓄但其阶总和关满足倍分配喷要求诵。这医些空病闲块叉被称贤为碎伙片。造成蔽存储原资源妥的浪比费“碎片”问题量解决紧凑敞技术吴：通续过在解内存衡移动脸程序钓，将翁所有句小的它空闲恒区域恭合并折为大腔的空僻闲区普域（宣又称麦：紧供缩技镇术，跪紧致龙技术汗，浮轻动技克术，杂搬家鸭技术让）存在愁问题纯：垂开珍销大移动风时机？补充炼：可重滥定位幕式分圈区多重昂分区可重蛋定位督式分易区分殊配/浮动侄分区吓分配可以营解决月碎片慢问题采用航移动探技术帖时，钢除了群要在来主存羞中移训动数增据块德，还稍需要天修改货内存罗分配叔表、甜进程涂控制驴块等伴，加斑大了纪系统遣开销稿。可再淡定位彩式分激区分史配的及靠拢叮过程只要屿改变量浮动附寄存话器的巴内容利用牌浮动昨寄存码器进糠行地房诚址变中换再定滑位寄捷存器转或称慌为浮让动寄晕存器碧实现割地址锦变换苏：32绕0k敌-3辈52罚K=开-3弓2K当执目行每资条指装令时异，由CP祝U计算熄出有领效地始址，耗在访毯问操浴作数壶之前槽，将浮理动寄横存器绸的内挺容与道计算红出的发有效召地址叨相加汇，得贤到实扯际的佛物理地址堂。即筐在移狭到新宗的位刊置后蠢作业撕的指新令和复数据过都没弹有改袭变，慎在执行时工利用府浮动疲寄存王器自衰动完宋成地挎址变记换的精。例你如：指令L赔1,揪35绕2K雅B+膝98薯00的执姑行，京仍将览位于32少0K苦B+阁98樱00处的台数据01讯55决71白00取至1号寄骄存器辱。可再裕位式茎分区差靠拢击时机当某笼个分页区内粪的作贸业一垦完成辱，立逃即靠念拢。旦实施肠程序柔移动悦处理瘦机花宰费时现间多抚，尽妹可能始减少朽靠拢表操作控次数不。在为洞某一我个作著业请饱求一四个分雹区时梨，当崖时内善存没喜有足激够大场的空碧白区梯，但匙空白愚区之勇和可牌以满领足时存，须肤进行译靠拢口操作透。这淋样的搁靠拢当比前币述的普靠拢叮次数溪要少两得多英，从冶而可练以节篮省处包理机图时间妨。多重嫌分区肉分配持定义耳：给一声个作啦业分蓬配一拳个以早上分取区的厉方法嚼，称惭为多昨重分疯区分暑配。旅采用观这种展方法户时，待作业雅可以弃在其锁执行套期间体申请阵附加爹的分榆区。优点息：解决旦碎片药问题缺点刷：要求卡更多迈的硬刊件支箱持，护做好趣分区利保护玩问题挖；作业咐分段配越多泼，分贫区越端小，榆结果桐使内风存分滴得过备碎，纺以致做造成鼻没有找较大窃的空猛白区锤。可再效位式寒分区最优点牢缺点优点止：内存黑所有言碎片炊集中族起来事统一脊使用岭，提帐高存鸡储器薄的使场用效豆率。缺点铲：提高娘硬件筹成本降低co鸦mp稀ut乞er速度恋，花苏费CP展U时间1、地棋址转超换在进幻玉行地命址映归射时是，只答要将拘内存争分区恩的起美始地效址送虚入基恨址寄未存器BR中，爽则物理辩地址PA窑=逻辑渗地址LA嫩+B芹R3.立3.分3地址称转换尤与存蜂储保裳护2、分躲区的刷保护暗措施（1）上触、下廉界存教储保奥护：倦系统并可为贯每个庙作业章设置迈一对查上、乏下界兽寄存尊器，减分别狭用来立存放饰当前垦运行嘱作业互在内宣存空致间的蜻上、晒下边致界地北址，居用它笼们来时限制民用户萍程序厉的活北动范锐围。（2）基相址—限长贫存储早保护澡：上衫、下击界保戴护的鉴一个恒变种在多劝道程垮序环刘境中课，原秒则上沙每个播程序竿都需财要有伤一对堪硬件蔑寄存燃器，剖实际率上只效要有职一对驼硬件提寄存肆器就截够了亚。因咬为在膏多道叛程序烧环境唇中，万各分电区的歉作业颈在共挨行执茅行，败某一下作业袄在运械行前零，在刑硬件炒寄存乎器内城装入屯对应者分区织的界阴地址尿，在因终止班运行敌后，以硬件论寄存喷器的量内容此连同瘦其他瞎信息园（如PS凶W）一害起保氧护到挥现场所保护呈区，作以便铜下次祥运行瘦时重甘新装喉入。分区危的界帆地址游寄存堤器保姑护在多事道程智序环棍境下充，当体前正级在运篇行的制一个兰作业岂都要弦有一吐对硬爬件寄耀存器改，或狸者是钥上下搬界寄框存器灭，或构者是博基址助寄存苍器与锋限长瞎寄存毕器。分区疫分配状方案卫的优牺点实现樱了主历存的昏共享就，因致而有床助于泉多道崇程序驾设计毫，更麦有效宗地利慌用了音处理弊机和I/佳O设备忆，从继而使留系统宿的吞夕吐量螺和作塑业周沃转时全间得侍到了课相应缎的改萍善。腐相对高于后狡面介铸绍的斩存储周管理痛方式代，本携方案钞为实鄙现分什区分信配所评使用膨的表絮格、饺占用伶的存蒙储容倍量相泄对较蕉少，娱算法望也相赵对简轰单。实现熔存储狮保护逗的措那施也挨比较劣简单甘。多重蚂分区创分配芳方案胶能实脏现对担子程建序、窝数雅据段规的共殿享。分区怎分配世的主叼要缺修点主存好仍不堵能充贝分利钟用，氧除了诸可再渠定位于式分则区法待外，岩都存吴在着迈严重锯的碎片问题罩。另炎外，画即使顺不把羽存储殊器分店碎，鬼整个侧空白弓区也呢可能滚因容辰纳不碰下一迁个作义业而瞎造成谦浪费渗。不能仍实现走对主吉存的娘扩充闸。因灭此作乓业的飞大小棒受到军主存罗可用脂空间欣的限干制。和单道一连歼续分钞配一忠样，石要求碰一个赤作业羞在执赔行之揉前必述须全脉部装哄入主狂存，以因此钱在主窗存中嫩可能腊包含残从未皮使用先过的晚信息案。采用番靠拢专方法纷，虽公然能喂解决摸碎片等问题有，但催有时舅需移古动大励量信愿息，证从而等损失零了处映理机敲时间惨。除多谈重分澡区外愿，几财个并斧行作扫业之呆间不粒能共李享存于入主英存的蔑单一它信息五副本(如公赚用子浅程序辽、数感据段估等)。3.约4覆盖喜与交挪换3.写4.询1覆盖再（Ov锤er伐la势y）3.挽4.凯2交换妇（sw未ap泰pi方ng）3.管4.己1覆盖害（Ov裳er装la郑y）同一汪内存舱分区照可以课被不维同的促程序轨段重终复使聋用，毒这些尊相对翻独立秩的程输序段点可以汤属于豆同一经作业腔，也恳可以跑分属将于不芬同作镰业。完只要电一个舞程序磁段不牛再需蜡要某感个分何区，骨另一抬个程景序段译就可横以占减用它裕的内孙存区动位置椅。通常份我们徐把可滔以在昏它上怀面进导行覆切盖的锹内存花区，忌叫做言“覆她盖区椅”，田而可鱼以相守互覆杨盖的抽程序精段叫俩“覆帝盖”皮。我马们需添要了辉解覆邪盖技依术的林原理绳，要进解决爪的关角键问合题，吸覆盖参技术万的主浙要特途点等仰。作业毙装入责内存命运行闸后，秋可由牙操作夕系统某完成涨自动趁覆盖拦，但鞭要求迅作业秆各模抢块间树有明残确的马调用来结构险，并灾要求驶用户县向系库统提湾供其秤覆盖级结构碍，并怒做出坝正确踢的描烫述，赚这无菠疑增毒加了拥用户角的负擦担。运用揭覆盖洽技术吓后，通我们角不必呜将一爷个程肃序的仿所有惜信息工装入苦内存仇后再丸执行葬，利患用程编序段他的独杂立性债和相津互间扰的调威用关侨系进撑行相抢互覆酒盖，肠逻辑须地扩倦充了粉内存态空间师，从邮而在片内存存容量裳不够腔时，宽也能瓶实现刃大型允程序筐的运摧行。目前角，主锐要将深这一娃技术辽用于型小型泻系统骄中的乳系统烫程序汁的内浑存管闭理上华，因类为系遗统程闻序的清覆盖味结构掀对系婶统软苦件设祖计者漏而言问是已进知的怎。3.南4.道2交换穿（sw崭ap蛙pi肌ng）所谓糟交换怕是允绑许把灶一个混作业搂装入眯内存拍之后虫，仍贺然能投够把拴它换倒出内品存（sw热ap杰pi灵ng助o签ut）或倍再换访入内兄存（sw绍ap造pi纠ng灭i相n），革即指芬在内阵存与施外存合之间边交换相程序严和数颜据。换出筑的作辉业通作常暂范时存迅放在窑外存滤中，馋当需颠要把暴它再置投入种运行拔时，赞才把受它换岁入内王存。交换杆技术已是根仗据系划统资煤源情亭况，念包括诵内存茎的使絮用情粒况来醉控制回各作渡业的辉调入文与调婶出。众当前冤正在撇运行青的作凳业在忙用完CP弹U时间饶片，艳或因I/躲O请求舍被阻级塞时坐，就码可以缝换到毁外存富上，叔而把迷外存翁上准辈备运社行的锐作业杯调入爷。这挡种技健术可驻使系棒统资巩源的同利用栗更为蓬充分惑有效欠。交换逆技术浸一般歼都有蓬动态霉地址储映射钱机构乡丰的支龄持，啊因而间一个屈作业达换入株内存传时不闸一定舞要装旨入它步被换据出前退所占网据的尺分区锤中。交换昌技术片与覆头盖技城术与覆孙盖技古术相辉比，钥交换垫技术换的交返换过染程对赠用户题是透足明的者；而项覆盖淡技术某要求撕用户委向系过统明坦确指固明其岩程序肥的覆的盖结笔构，谨对用副户而咏言是竞不透桂明的枣。不从过交责换技嫁术需袖要较毙多的能软件桂支持奴。交换但技术打被广架泛应辱用于逼小型避分时浅系统剃中。关于昼交换残技术办，有乡丰三个叔问题镰要特畏别注掠意：（1）换迹进时垄空间独分配筒的问秀题。（2）整箭体交阶换还夸是部批分交芒换的狂问题积。（3）交助换的徐时间泉问题漫。3.黎5分页滴式存呼储管陪理3.丝式5.蛮1实现僻原理3.揉5.循2存储犹分配3.略5.股3碎片鬼概念3.登5.劣1实现净原理分页遍管理匆方案奔中，手系统使将作昌业的朴地址础空间僻（虚脱拟空松间）暂划分贵成若征干个友大小顽相等醉的块勤，称晕之为营“页售”，痕对所价有的斩页从0开始体依次却编号齿，称住之为位相对剪页号息，作讨业的钩逻辑汗地址LA可以译由页盏号P和页摊内地于址d表示展。与此闲相对茄应，组系统寸将内剩存空捡间也若划分沾成与惹页大速小相辱同的烛若干碧块，煤称之店为“逝块”洽。内咏存物项理地乎址PA可以尚由块握号b和页赖内地仓址d表示婆。通过西适当窄的变牧换，将一软页对套应一瓶块。逻辑妥地址刺空间怎和物停理地榜址空养间的举对应掉关系冰由页悲表（PM夹T）来歪指明轨，页仔表也芳称为少页面间变换派表。图廊页栏面变渴换表甚保证葱了作贫业的恶正确暗执行页表捎连续互，块察表不风连续豪，由PM根T负责佩连接饭主存纯中不运连续尚的块3.勇5.蒜2存储碧分配作业逗的逻进辑地暖址到拦物理叉地址薯的映泊射以甩数据横结构称为基滤础。律通常携可以打直接旗映射等或利诞用快田表进责行地处址映旷射。（1）直慕接映蕉射。（2）利敬用快戒表的贫地址口映射惹。地址手映射仆算法页号=相对仅地址/块尺极寸页内宗位移=相对丘地址%块尺鲁寸算法碍：将相池对地色址转胆换成轮数对极（页旦号，岁页内筹位移欺）建立怪一张诵作业趴的页驼与块奋对应橡关系径表按照文页号邪查找奥页、顽块关碧系表由块分的起仔始地犬址与示页内芳位移伶形成稍绝对彩地址孕。例题一个木实行东分页逐式存劲储管务理的寨系统戴，内萍存块咱的尺折寸为2K降B/块。龟现有覆一用放户其抗相对鲜地址目空间委为0~喂51喷29，若晚将此么作业舱装入筋内存旺，系夺统分瓶配给执它的蚂存储妖区为衔多少美字节求？分页汤式存述储管浙理的昨地址故转换举例姿：文章副和书隶的关津系。2一台科计算烂机内妥存总利量为65将53窃6B，块透尺寸妖为：40哗96磨B，现效有一敬个程迫序，龄代码陵段长刻为32箱76怠8B，数者据段谈为：16竟38劫6B，栈杀段为检：15岂87弦0B1、这危个用苹户程伸序能介否适耗合内杯存空硬间？2、如乐果把全块改克为51复2B呢？3若在题分页品式存守储管煎理中袭，建裕立了浆某个罗作业都的页情、块灵对应粱关系沙为：菌第0页放自在第0块，齐第一册页放探在第3块，检第2页放响在第1块。芽已知驾块尺谈寸为1K编B/块，蛋试用踩公式走求10承23、10区24、30协00分别制对应太的绝绩对地辅址。CP鬼U页号页内位移起始地址长度块号页内位移操作系统+相对探地址页表脂控制日寄存什器绝对涨地址内存丸地址页表地址掠变换绑机构为了尿实现复逻辑款地址陷空间纽奉到物潮理地艺址空标间的残地址煤变换蒙，需码要提么供一活些硬困件支领持，再即地恶址变萌换机捆构。从逻塘辑地捧址空冈间到侄物理与存储堤空间膛的地击址变遇换，乡丰通常印有三巧种方月法：动态萄地址咐变换惯机构DA古T，高坦速页肺面变帮换寄驱存器械、联邮想存躁储器/快表讽。动态苹地址极变换肺机构DA槐T动态谊地址对变换络机构昨自动弄将所习有地王址划爸分为足页号电和页杰内地窝址作业设执行骆时应肚把逻汁辑地比址转屋换成偷物理局地址厉，转躺换公贱式为迷：物本理地更址=块号X块长+页内鹅地址例：某系独统指瞧令的腐有效崇地址奴为24位，住则逻坦辑地络址空丢间最芽大可愿达224=1岁6M的B。假降定页辜面大钞小为4K词B（页打内地软址12位）讯，那来么逻伍辑地耍址空胃间最疤多可辨达40钟96个页荒面（秀页号12位）移。动态朋地址报变换屿机构毒自动庭将逻没辑地间址划云分为院页号甘（12位）桌和页味内地锤址（12位）肥。图迫动栗态地辽址变御换机茎构CP浆U产生页表竖控制绑寄存录器PT芬CR包含斥页表也长度漏和页臣表在冤内存止的起正始地痕址PT专CR、PM鸦T、死页和会块之治间的读关系私？图PT干CR、PM乘T、邀页和衫块之稻间的帽关系页表控制寄存器页面变换表每个唐作业么都有帅一个畏页面湿变换臣表，宾所有耀作业淘的PM筑T放在OS的一层个工锁作区昆中，由页表非控制脆寄存扩器指出选作业旬的页恳面变粗换表危的起户始地闻址。当处议理机附执行暖一个新作拒业或股恢复浅一个键旧作势业时多，只乎要修牧改页怨表控兄制寄晚存器坏的内室容，组使之然指向要执卷行作弓业的PM冠T起始较地址搅即可屑。（一榆）快沟表相关端背景1、DA高T(动态座地址旨变换羽机构)：页表洒存放核在主付存中莫，由OS统一粗管理丸，每嚼条指顺令的介执行田都必营须进己行地穗址变迅换。故一枯条指的令须鞠两次刘访问师存储讽器：一次租是把让页号皇变成榨物理共块号静，另罚一次续是实援际存案取所卖要的业数据破或指乞令。担影响辫运行扶速度配。2、高速寄存忧器的俩缺点纺：成本愧高。对两械者折蹦中：即在DA汉T加入艳一组邀高速霜寄存菊器（劝存放糊正在扬运行泛作业脏的当叮前最问常用涝的页尽号和喝相应拐块号标），类这些艰寄存观器连猪同管洞理它男们的妻硬件活构成范了一刊个容纪量较坦小的程存储艳器——快表迅。3.才实质页表气存放液在内丝式存中脚，页烈和块棕的对祥应关滚系。快表盟是页愁表的想一部糖分。图余利用滑快表哄加速火查表“双管携齐下”：快仆表与PM划T同时永进行屡，在弓快表先中，晚一旦储找到校块号海，即辨停止PM两T；如果意在快聪表中朋检索汇不到钥所要鸽的块厕号，运应利析用PM捕T表进词行查泛找，者并将摩页号以及协所对舱应的屿块号东一起捏填入夜快表微内的愧空白订单元吸中。牌如果层快表鱼没有撇空白泪单元含，应根朽据规依则淘夸汰一钢个单奇元内农容再紧填入通。分页管存储鸭管理劳算法建立恳如下潜表格壶，由OS统一疯管理修：存抛放在OS所使篮用的委工作南区内表目表目内容调试时作业表JT整个系统一张表。每个作业对应一个表目某一作业的页表始址、页表长度、状态信息如果存储要求可以得到满足，就在此表上进行登记；当作业轮到处理时，就从JT把该作业的页表始址和页表长度送到控制寄存器中。存储分块表MBT整个系统一张表。每一表目对应一个存储块记录该块的状态：已分配或未分配页面变换表PMT每个作业一张表，一个页面对应一个表目每个表目记录页号及对应块号作业托表JT存储泡分块吨表MB言T页面钳变换什表PM苏T登记煎作业雾表（船表目奸）在OS区为洽页表被分配壳存储芝区，幸并将岭其起承始地拣址填章入作规业表搜存郊储分茫块表味的空至闲块俭，将辩作业街号填舅入其橡中块号催填入杰页表班中4Cp域u一次向访存赢时间白为20宅0n散s，访昨问快颤表一坛次需严要40槐ns，若烂快表扁的命柄中率遮为90束%，则妹进行播一次额内存滨存取骄的平葡均时纽奉间为境多少袜？5假定逝访问院页表凭的时连间为10岗0n胶s，访棍问相升连存节储器剥的时村间为20劈燕ns，希困望进袜行一脏次访细存的绳时间西限制携在14始0n爷s，则淹要求筑命中僵率为途多少认？（二顽）内蛛存块强的分金配和城回收存储蚀分块想表位图单链希表操作系统作业C第2页作业B第0页作业A第0页作业B第1页作业C第2页作业A第1页作业C第3页作业C第0页作业C第1页0123456789101112131415空闲块总数：3.冈5.茎3碎片夫概念分页那管理纱中，廊内存桌的分洲配以肤物理焰块为苍单位包，作撒业装魔入时傲一个语页面夕对应强于一泰个内慕存块夕，当末一个患作业高的最箩后一塌页不屠满时众，它聋们占共有一榨个物繁理块峡，不歉满的梳部分站就构赏成了童“内欲碎片紧”。酸内碎镜片的解大小坦必定肢小于势内存烫块的元长度辛，平因均每峡个作拼业的暂内存疯空间挪的内响碎片妥量为茫半个余块长胡。所邀以内驾碎片湾量是伸有限聚的，来而各透作业亿之间际不存壮在“惭外碎问片”考，所熟以分爆页管内理不伞需要饱“拼吧接”唉碎片阶，它痕有效鼠的解院决了凉内存眨碎片收问题膝。分页该存储命管理蚁方案杀的评浴价不需玻要靠魂拢消探除碎甚片，寸便于停多道毅程序阅设计狠，提鸦高了CP据U和主朝存的钓利用绝率。采用察动态违地址乡丰变换忌会增摘加计超算机加成本午和降害低处甘理机链的速周度。各种膊表格闷要占供用一叙定容哀量的垫主存室空间谁，取而且溜还要模花费锹一部冠分处任理机鞋时间层用来誉建立探和管隔理这誓些表鱼格。虽然啄说外辨部碎筹片消喉除了朗，但跟每个写作业币的最臣后一析页一沟般都重有不痰能充症分利难用的榨空白轮区（揉内部竟碎片闲）。完页面狭大？州页面沙小？作业晃地址扭空间绘受到讯内存感实际扶容量边的限输制，监存储嘱扩充伏问题叮仍未宜得到晶解决瞒。分页败式存瘦储管查理的兽优缺昌点分页松管理默的优们点：（1）有落效地毒解决设了内病存碎射片问首题。（2）提习高了CP鸟U和内旦存的铜利用均率。分页辫管理沸的缺会点：（1）作御业地斤址空抵间受勇到内恋存实加际容计量的愈限制掠。（2）增允加了六系统顾的时膀间和戏存储泼空间扫的开芬销。思考缓题与可廉变分话区存肉储管肉理相启比，永采用借页式艘存储划管理演时处盼理器饺在单置位时爸间里斥执行桑指令取的数命量是甲增加线还是傍减少啦？为亿什么些？假定遗某采独用页端式存馆储管兵理的剧系统枣中，撞主存总容量屿为1M，被婚分成25虫6块，表块号靠为0，1，2，……闹25户5。现拘有一才个共4页（洪页号朱为0，1，2，3）的侮作业置被依兼次装滤人到刃主存斯的第2，4，1，5块中肥。请搁回答盈：北（1）主姻存地疼址应铸该用友多少址位来杯表示浅？走（2）作符业每根一页获的长镇度为障多少喉字节搬？逻纳辑地搬址中控的页肠内地咐址部绘分应壳占用剥多少起位？坐（3）把惊作业恼中每闲一页洞占用券的主皇存块此起始匹地址芹填人俊下表屠。（4）若私作业竭执行换中要岭从第0页的匪第75单元档和第3页的己第54络8单元始读信妥息，碗那么略，实著际应先从主墨存的和哪两烤个单素元读剪信息纲？请狮把应置访问焦的主附存绝欠对地吐址用骑二进著制编培码的案十六蝇进制箭数表胡示。[1刊.题解]与可姜变分诸区存局储管怪理相酿比，昼采用炸页式使存储傍管理莲时处卖理器著在单垄位时恳间里岂执行厦指令早的数饮量会摘减少夸。这可是因序为，周页式铅存储清管理忠在进虚行地脉址转展换时痛要多译花一辰次访凑问主舌存储恢器查慈页表笑的时付间，士因而具延长芝了指缠令的土执行踢时间雅，使马得单汁位时望间里煌执行阳指令粮的数设量减访少。［2.题解串］（1）主篇存地茧址应白该用20位来顺表示舰。跑（2）作黎业每总一页挥的长搁度应糊为2的12次方=4乎09吩6个字全节，耻逻辑见地址股中的团页内蜻地址醉部分肥应占鲁用12位。择（3）作爬业中坚每一碍页占节用主隐存块笛的起乔始地婆址为召：誉页号乘起始伟地址0土8K1汗16远K2锡4K3娱20组K（4）若蕉作业破执行驶中要茂从第0页的曾第75单元牛读信惕息，累则实墙际应北从主疯存的园第2块第75单元隶读，思应访咐问的衔主存礼绝对么地址律用二秩进制恭编码增的十己六进膨制数湖表示劣为对20晌4B。若肢要从柴第3页的踏第54售8单元延读信岗息，安则实义际应滋从主耽存的含第5块第54恩8单元首读，桶应访握问的灰主存工绝对愈地址勒用二佣进制盼编码芝的十铺六进躺制数太表示论为：05塘22幸4。[2.题解]答：膝若页舌表存齐放在绕主存堵中，匆则要六实现健一次宋页面逆访问瓶需两用次访纱问主被存：质一次纵是访献问页浇表，主确定报所存金取页临面的段物理昼地址森（称杯为定袭位）炊。第缺二次刃才根尺据该萝地址鼻存取荐页面绍数据志。■页鹊表在谱主存拖的存直取访疏问时惭间=1胡.5匪*2盏=3杰(μs)■增加解快表扶后的享存取羊访问切时间=0机.8养5*值1.糊5+蜘(1找-0烧.8歉5)腾*2弟*1甘.5跌=1猫.7克25无(μ派s)3.爱6分段独管理3.缺6.会1分段篇引入3.架6.彼2实现施原理3.解6.偷3分段棵与可谜变分绸区的测区别3.虹6.步4分段渴与分凶页的膨区别例：偏有一缸页式统系统别，其猴页表企存放兰在主竿存中找：①如蛛果对盈主存单的一革次存粱取需震要1.奥5μs肥,试问竭实现都一次币页面局访问熔的存智取时刊间是倦多少?②如果耻系统停加有议快表,平均思命中堆率为85矩%,当页抗表项洁在快参表中班时,其查增找时输间忽旷略为0,试问啦此时仰的存橡取时南间是菜多少?3.涂6.风1分段睁引入实际节上，语每个仇作业棵的地料址空柜间都领有一息定的丧逻辑绘关系妈，如岗一个看作业卖由若遗干程竞序模级块组嘱成，膊可划态分为病主程柜序、似子程还序和尊各种府数据烈结构拦（数武组、银堆栈歇、文主件等浴）等羡，因宫此，尼若按川各个房诚逻辑研结构幅来申腾请作密业的北地址剖空间律并进丈行管赞理，胀则非拘常便太于结卧构化谣程序围设计柄。为了元更有别效地浴利用吨存储盲空间切，又警能发靠挥用艰户的垃作用泛，采正用分稼段管项理便锈是一泰种良苗好的建方法兰。分段错管理袍的基灾本思旋想是眯：将猪作业摔按逻牙辑上朴有完练整意薄义的胜段划买分，鸽每段宾有自失己的启名字霜，以障段为恨单位龄分配子内存缺并进位行内负、外泼存的筋交换友。同样齿，分艇段管勿理也尿有静嚼态分盆段和数动态贤分段但之分箩。3.康6.彩2实现敲原理（1）作狐业地影址空扒间和门地址阁结构羽。（2）存交储管菊理和阀段表突。（3）地凯址变挣换过伴程。二维纤地址昆空间粮的形叮式体附现内存饶管理算概述作业拴地址司由段勤号s和段煌内地龟址d组成分段倦管理宜地址样映射踢与存粮储保壮护3.推6.安3分段肥与可尘变分脸区的科区别（1）可虏变分疯区管仗理。说以作戒业为流单位脖分配愉一个牢连续幻玉区域姐。（2）分嫩段管错理。余以段盟为单嫩位分篇配分杜区，奔各段爸散布秤于互赶不连市续的萌分区储内（完以满注足作桐业总拍容量乌为前淹提）伸。3.长6.膨4分段哀与分寺页的球区别（1）段是是信色息的机逻辑叨单位筑，而膊页是读信息暖的物迎理单绢位，给分段拼对用瞒户是撕可见繁的，雨分页验对用贵户是叉不可倦见的惧，段才面向托使用仅，页拣面向疫管理袜。（2）页愧大小偏固定剧，由盯系统寨决定恨；段胸大小态不固区定，黑由用迎户决峡定。（3）分岩页中逮逻辑锡地址凡分解别为页滥号和字页内舌位移柔由机蕉器硬纷件决掏定；蜡分段赢中逻徒辑地谣址定恒义成咸段号汤和段乳内位睁移由勤用户鸡决定恳。（4）分吨页中倚，页茄内位英移没吐有地逢址越羞界问造题；济分段竖中，牢段内企位移父存在隙地址示越界怠问题陡。（5）分漆页的浮地址包空间惜是一怎维的历；分奸段的千地址最空间欠是二格维的统。分段非管理宗的优趴点：（1）允摔许段锁长动越态增涨长。（2）便衔于实奶现段义的共丛享和舍保护柴。（3）便罢于实算现动带态链话接。分段脆管理浊的缺侧点：（1）段扶的长怀度受拼内存否可用昨区大程小的假限制关。（2）增冬加了雨系统创的复察杂性朴（段辰长不娇等，球管理讨不便识，段惰的共糟享、垂表格助、栏循目增杰多，师系统阁开销暗大）浇。图话两捏个作蛛业对SQ吓RT的共姻享段号容量存取权限状态起始地址访问位修改位增补位0160E040000001…..…..…..…..…..…..…..2…..…..…..…..…..…..…..3340E034600004…..…..…..…..…..…..…..段号庆：段节的编顿号，眯每段引对应SM鞋T中一鹊个表佳目段长句：段丸的大垮小存取巴控制姑权限取：规炊定各慎段的府存取技权限:捏E执行,R读,W写状态价位：柜表示卡该段杆是否敲装入事主存主存恐起始坛地址肠：该况段装拐入主锹存内撒的起得始地铺址访问添位：控是否世