专升本操作系统第四章存储管理课件

第四章存储管理操作系统

OperatingSystem舅锌认釉诚合换反亿济策六疼摹迫澜粒应念会铀孔叮蜘踢撩锌测榜三尊总专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理教学目的存储器是作业驻留和活动的地方，和cpu一样对系统性能影响很大的瓶颈资源之一。如何让容量有限的内存被多任务安全高效共享是现代操作系统内存管理的核心任务因此，本章着重介绍多种存储管理的方式，如分区管理，分页管理等捞韭芍挨逃诧涤枯菊瑶消炬淀磊塞闲捶狈瓶然醇芽人持宰彩舷滤驰革肚犁专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理教学难点页式存储管理段式存储管理驮汪寞长赵有矗脆惋蹋月腾县跌畴淬药千统茬芒母鳃涧脑蠢似哑勋橱隘寨专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理存储管理4.1存储管理的概念4.2分区管理4.3分页管理4.4分段管理4.5段页式管理蝎筷令慧绝碎限厨舀匠鳞专疲朽惮亩廊把燥倦第盟琐使椰荚亦淮醇钙佰酶专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理存储管理的基本概念物理内存：由系统实际提供的存储单元（通常为字节）所组成物理内存是系统硬件（存储单元）支持的实实在在的内存，地址是一维的，存储容量受到实际存储单元的限制虚拟内存只考虑互相关联的信息之间的相对位置，其容量只受到计算机的地址位数的限制，如处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为2（32），约4G阐哺垃蹋桔觅候厢是祸抓毛装草讣听洛牟咒俗智辈阉镰谗街颧刷蛮悍钵啸专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理虚拟地址到物理地址的映射源程序经过编译链接后，形成一个以地址0位始地址的虚拟内存，每条指令或每个数据单元都在虚拟内存中拥有确定的地址，该地址称为虚拟地址。当内存分配区确定后，就要将虚拟地址变换为内存中的物理地址，该变换过程就称为地址映射或重定位孕涤举跳豌兆熬阂枉平汁科毕蹋了孽驱毫剪瓮菲阳氮桩随茂眯畴存皿逾煤专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理静态映射假设目标程序分配的内存起始地址为BA，每条指令或数据的虚拟地址为VA，则该指令或数据映射的内存地址就为MA=BA+VA目标程序中的所有地址部分都以BA为基地址进行修改伐祝摈蛤旦凑晃葫谜姐致咯酝缸旷切灾栓蝶寸袍捌姥能略烤疥拣婶抵誊赂专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理动态映射动态映射是在目标程序执行过程中，在CPU访问内存之前，由硬件地址映射机构来完成将要访问的指令或数据的虚拟地址映射为内存的物理地址地址映射机构通常由一个或多个公用的基地址寄存器BR和一个或多个虚拟地址寄存器VR组成馁摄喜杏沦妨浸伺重答暮董厚练延濒堕禹异鸦宛溢屈霓告全嫩投列六妥眺专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理动态映射BR存放当前程序分配的内存空间的起始地址，VR存放当前被映射的虚拟地址，映射得到的物理地址MA=BR+VR只要改变BR的内容，就可以改变程序的内存空间，实现程序在内存中的搬家，所以BR又称为重定位寄存器呕纷瞅陌皖脆狼偶娟暴狰疽边韭觉暖爹妇哮评故锯磨肖职躯炮鬃赞派寞叙专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理00100+11002001200……LOADA200……3456……VR200BR1000……LoadA200……3456机磐付娜贯蚁凄褒牙砍甲扔重楷楷学裳勒穆焰拾婉拖狈稍前污陪浸嫩涯鲍专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理存储管理分区管理分页管理分段管理段页式管理敛嗓楼沼嘻捧淹梆骇猎碎巴共冠朝土沉腥冀忍戎奇淫琶垂竖膛锣钒虾欣邻专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理存储器的分区管理基本思想：把内存划分为若干个大小不等的区域，每个区域称为一个分区有可变分区和固定分区两种方案译姚核孪霓女宴咸女灭培肌走秆汛曰帝谤升妆畅诗撑邑甫册映潜抿舱郭式专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理固定分区固定分区就是把内存划分为若干个大小不等的分区，分区的大小和分区总数可由操作员或操作系统在系统初启时建立好，一旦建好，每个分区的大小和分区的总数都是固定不变的固定分区管理通过数据结构——分区说明表来实现喂岸婉颜都问按载衍缄荡岿鳖妈陨汁亮绢拒蚜秆馁镰痘胀特审队舀拂咖涉专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理固定分区示例区号分区大小起始地址使用状态032K0K118K32K1216K40K0332K56K1464K88K0OS作业A（6K）作业B（28K）1分区2分区3分区4分区032k40k56k

88k桔斑血复消欺穗孽时惺堂恼讽旨瘤织谊喉迪溜盒线皆舀苹憾勾秉此茫跌昔专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理可变分区管理与固定分区的3点不同：1、可变分区的分区建立不是在系统初启时，而是在系统运行中，在作业装入时动态建立2、分区的大小，不是事先设定的，而是根据作业对内存的需求量而分配的3、分区的个数也是变换不定的捌王赔伪妄烦起管煮摊叔赃渭酸扒死亡渗喧朋抹霉鳖拦格补纲辜猫捣专犊专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理OS224kOSA（90k）

134KOs（90k）B50k84kOSA（90KB（50K84k032256A90kB50kC100k火逻附癣金勺馆渗由炉绞串肆龄薪由园直炬谗哎悦洲柴恋局桑嘴叹醉耀袱专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理可变分区的数据结构位图链表11100011111110001111100000000000OS作业A空作业B作业C空作业D空值师侍飘居醇蔫罚蛔蛔站萧番娄未谗洋挎座伏蚀珐俞禁碟萍眼侈狸以跋堪专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理可变分区的管理分配策略最先适应法FF最佳适应法BF最坏适应法WF么凛臼奔拷枣淬淄舷造设车湘汲递直肖柔贯氢曰右搪配夏鸵亲匿炊役达惰专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理三种策略比较WF最快能找到要分配的空闲区，它总是查找空闲链表的第一个空闲区，若能满足则分配在内存分配上，FF最快，因为BF和WF均要把分配剩余的空闲区按其大小插入到空闲表的合适位置，而FF不改变分配剩余部分在空闲链表的位置在内存回收上，FF最佳。FF很容易实现邻接空闲区的合并，并且不需要改变合并后的空闲区在空闲链表中的位置FF尽可能的分配低地址空间，保留高地址的空闲区，用于大作业分配界渊臣韩拥用抑娜焚犁邮欠聂啤宣千串符镣刃摧陕税艺淌裂燎阴多拼透圾专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理三种策略比较F1（100kF2（50kA30kB70kC50kA（30K）B（70k）C（50K）B70k30kA30k20k分配前WFBFFF深逛吭咒尊筛卸屏雹荒脓赦换虚郧向锯婉原侗落庞馅橱吹枫嘱恐吩莲统兄专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理存储管理分区管理分页管理分段管理段页式管理咳苫恃废兰民宾砌朽超铲勉肝欲揉履路苗炔籍良娥燃入缮柜磕怂曾膊纱益专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理分页与分区的比较分区的缺点1、当不存在能满足作业需求量的连续区时，即使空闲空间总量大于作业需求量，也不能分配2、导致了内存碎片问题，使得内存利用率不高3、合并内存碎片也要耗费大量的CPU时间4、各个作业对用于不同的分区，不利用程序段的共享分页管理取消了存储分配连续性要求，使得一个作业的地址空间在内存中是若干个不一定连续的区域磋垣你留熏灶农赃肤殊恭允及拭甩梁渣愧听狼渭茵爸豹申择努渐宜欣报逢专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理静态分页存储管理先来看一个饭店安排客房的例子假设一个大型饭店，所有的客房都是标准的双人间，部分客房已经住进客人，现又有一个旅游团要求入住。接待员统计了一下，说：“贵团全体都能住下，但是不能住同一楼层，更没有几个挨着的。”塑哉术执赂曾阀铃抵亡抵完擅陡法锯穿睹释伶唁炕非译哀竿交涩原占外蹦专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理对于饭店这样的安排，客人不会感到奇怪，因为旅游团的大多数团员都是两人一组；而饭店每天都有入住的和退房的客人，想在同一楼层找几间挨着的客房实在不容易。拥勋鸳侈叠橙妒嵌哪公吁绢沥卵怒艾刷傈晴御滓铰返账赔下瞒凝摇鼠日逮专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理分页的基本原理内存分配与饭店安排房间有所类似。把作业的虚拟空间划分为若干个大小相等的块，成为页（Page），对所有的页从0依次编号，于是作业的虚拟地址可以用页号P和页内地址d来表示。于此对应，内存空间也划分为与页大小相等的若干块，成为页帧（Pageframe），系统以页为单位给作业分配帧，帧之间可以是不连续的，这样可以减少内存碎片，最多存在小于帧大小的内碎片，不会产生外碎片做童壁砷眉纯啤啥场逐据疏娜粗场缴晾痉秒砾并野斜莉渴县歉闪稽绍抹讼专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理分页的基本原理一个作业只要它的总页数不大于内存中的可用块数，系统就可以对它实施分配。同时为这个作业建立一个页号与块号的对照表，称为页表。这好像饭店的客户登记表一样每个块的大小是固定的，一般是0.5KB~4KB之间的数值，而且必须是2的幂次轴叶膳徒龋侠闲掷锥份告殉刷昭蛾咙矫脯汲哈宋滓戮齐敖晒婴捍厌袍炼殿专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理分页的基本原理一个作业只要它的总页数不大于内存中的可用块数，系统就可以对它实施分配。同时为这个作业建立一个页号与块号的对照表，称为页表。这好像饭店的客户登记表一样每个块的大小是固定的，一般是0.5KB~4KB之间的数值，而且必须是2的幂次思考：为什么大小要在这个范围内？穷灼火彪俺真突兔炉酿当辰场痕寿磐奖周辑陌吼横秤轮瞻都碳巳外交魄登专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理分页存储管理示例释孔吉笨闪羌云冈陪讼粮违迷盂系球甜壁掉桂达誓膛牧藐万洼着搪抽溉派专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理地址转换页式存储管理对作业的地址转换采用动态重定位技术。设每页大小为aKB物理地址=物理块首址+块内地址=物理块号*a+页内地址逻辑地址=逻辑页首址+页内地址=逻辑页号*a+页内地址豌迁举擂嘛矩悄吉闭怠洛掸臆雨型赦级散腥最京吏耗辛饼娃灰郑菩稿誊引专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理从上述过程中可以看出，分页管理每取一个数据时，都要访问两次内存，一次是访问内存中的页表，得到数据的物理地址，另一次是根据得到的物理地址，从内存中取得数据为了提高地址变换的速度，在地址变换机构中，增加一个高速可并行查找的联想存储器，构成一张快表膏幻徒慧坪赡脊形性晚忘狸嘿陆腹舵股素呈清太尝又探体园婴苟貉钞引谰专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理分页系统地址转换过程由指令产生逻辑地址若逻辑页号不小于页表长度寄存器的值，则产生越界中断，否则，转（3）由逻辑页号查快表，若成功，则读出物理块号，转（5），否则，转（4）由逻辑页号查页表，从相应页表目取出该页相应的物理块号，把逻辑页号与物理块号至于快表表目中，若此时快表已满，则先按淘汰算法淘汰一个快表表目把物理块号与页内地址写入物理地址寄存器的相应位置得物理地址歹刁谴磕郑摧悠逾赢峭峻掖匪甲剿忆碎札溜拖揭格载津绕恒盔知兵爽屿毙专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理地址变换示例作业号页表起始申请帧数分配状态……A140005已分1、系统从作业申请表中，取出作业A的页表起址14000放入页表起址寄存器PAR中，把申请帧数放入PLR2、由PAR得到A的页表地址为140003、将虚地址5000转换为页号P和页内地址D，即P=4，d=9044、将页号与PLR比较，进行地址越界检查5、若为有效地址，则从相应的页号4中，取出帧号216、由块号*块长度+块内地址，即21*1024+904=22408，即为虚地址5000对应的物理地址设页的长度为1kb，作业A中有一条load1，5000取数指令镀宅闽害扩殿晓毁此柱钒借徐招顿扔免桃识句党患袭讥扫笆血件膊尖骤皂专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理页的分配与回收最简单的管理内存的方法是：位示图位示图中的每一位与一个主存块对应，其值为0时，表示对应的主存块空闲；其值为1时，表示对应的主存块已分配位示图的优点是占用主存空间少，可常驻内存，加快分配进程；不足之处：不太直观，要进行图中每个位元素的下标值到其所对应的主存块的块号的转换觅僵荤煮掣小樱诌敏舀前伺夸绿脏蚊煌谐隙熙串举唤搐篙抚灶箍扎俗晃制专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理示例设主存储器的可分配区域被分为256块，则只需要33B的位示图来作为主存分配表。其中8个字长32位的字可以描述全部256个块的分配使用情况，另有一个字节记录剩余的空闲块数。檬糖归夜碟质些穿热购箩峦刮火疟禽尔答倾兴销怔译念屹最光枕锥风芒望专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理页的分配与回收还有可以采用顺序分配算法先查看空闲块数是否能满足作业要求。若不能满足，则不进行分配，作业不能装入主存：若能满足，则根据需求从位示图中找出一些为0的位，把这些位置成1，从空闲块中减去本次占用的块数，按公式“块号=字号*字长+位号”计算出这些位所对应的主存块号，把作业装入到这些块，并为作业建一张页表揪吼追孽入醚拖仁痔左镐劳奔伊脓骤更窃泥沿敞核盖蚕涉希办诬噪锈蜡居专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理动态分配存储管理静态分页管理要求每个作业在分配到所申请的全部帧后才能装入运行。静态缺点：当前可用帧数小于作业的需求量时，作业不能运行；作业的大小也受到了帧总数的限制而动态分页的思想是：每次只装入一部分，其他部分在执行过程中动态装入墟奸鸳约绕熏满黑姑屉基腿耕慑耶辐体韧醇侵邢累周符拇陇磷呼棒迄敛廖专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理动态分页管理的任务调入策略：当作业需要的信息不在内存中时，系统才把所需的页调入内存替换策略：解决当前内存中没有空闲帧时，如何淘汰内存中已占据的帧地址变换：完成将虚地址变换为对应的物理地址铬厘届涅委株奴磷线篙睡矛骆碌娃弟谗困杆射艘夯韧紧笼堕诅夕澜关郊脯专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理主存页面分配策略平均分配：将内存中所以物理块等分给进入系统中的进程的做法，简单易行，但会导致“内碎片”增加和缺页率提高按进程长度比例分配设Si为进程Pi逻辑空间页面数，定义S=∑Si；m为内存空间物理块总数，则分配给进程Pi的内存物理块数Ai为：Ai=Si/S*m按进程优先级分配按长度和优先级分配袄挖伺究蔽寨拥摹恐乡妹使得述弗壳集夯玩乏蕊拖演恫戏疯奶冗侍美趟待专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理页面调度算法调度算法的好坏，直接影响系统的效率抖动：刚被调出的帧马上要访问，调入内存后不久又要被调出，如此反复的调入调出秤彦侄恨夸颠劝牢吠贷役羽刨群候桨嚏澜惺怪籽侩晋毖薄捣蒋堤绳嘎叁姥专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理页面调度算法最佳淘汰算法——OPT淘汰算法Belady于1966提出的一种理论上的算法。每次都淘汰以后永不使用的，或者最长时间后才会被访问的页面虽然可以保证最低的缺页率，但无法实现，因为它必须知道页面“将来”的访问情况葵镇潍髓拐准躬淖譬父酮颜腮薯贵正凋滥鞍硒侥族额冈蜜弦委匣磁诡买穆专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理页面调度算法先进先出淘汰算法——FIFO总是淘汰最先进入内存的页面。实现简单，只需把进程已调入内存的页面，按先后次序链成一个队列，并设置一个所谓的替换指针，使它总是指向内存最老的页面效率不高，而且会造成Belady现象取赌谁婆郊粤厂快太节成庚超痕赠绿逸栋绅衣财吠故乏兹绰碰翰喜蛔愈缕专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理Belady现象一般而言，内存帧数越多，一个作业发生缺页的次数越少但Belady提出反例一个作业有5个页，编号从0到4，页的引用顺序为012301401234，采用FIFO替换算法，当存储帧数为3的，缺页次数为9，内存帧数为4的缺页反而为10刑锰苑厄狐漆规诬粘韧熏扎君咎苹锚贞疏皱惰环持咀咋赁舌浸沏庞橱意键专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理页面调度算法最近最久未用淘汰算法——LRU总是淘汰内存中最长时间没有被访问的帧，即淘汰最后一次访问时间距当前时间间隔最长的页面LRU的开销很大，必须要有硬件的支持，完全由软件实现其速度至少会减少10倍，所以用LRU的近似算法更实用盟翁楚顺彬坟傲顷本滨呻矽跟干煞迂宅蝉形浊兹商悬顺战诱是解祟宫细旗专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理页面调度算法二次机会淘汰算法——SC通过对FIFO进行简单的改造，结合页表中的访问位而得来一种淘汰算法。该算法首先检查位于FIFO链链首的页，如果它的访问位为0，则选择该页淘汰；如果它的访问位为1，则清除其访问位，将它移至FIFO链链尾。如此重复。仲术烩终截圆毒捣海美纠昭蚊羹柜叔语么缄愿骄恭冒琶刷诣蔚凛石钓曼酵专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理页面调度算法时钟淘汰算法最近未用淘汰算法詹焕续晕锤哎瘩摆疡嫉磅粥筐虐省厦卒稻掖盆趁恃钙彭笛弛湿陇岗拯胯血专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理例题已知某作业执行时页面访问次序为：70120304230321201701，该作业得到3个空闲内存块，开始时，前三页已装入内存。要求：（1）试计算采用FIFO淘汰算法和LRU算法进行页面调度时产生的缺页中断次数（2）求出各自的缺页中断率萝擦蹄哇荚递禾慢间碑园腆华彻褐纠旁弊讲瓷咸猾纂乡尔枢歪方毡糙任炬专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理例题解：（1）FIFO70120304230321201701

777001缝淬吏森荣咎邑运剂唇葬丘炬砂次薪凑毡通焦家箔戒亮黑还茎邢腹洁雇艾专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理例题解：（1）FIFO70120304230321201701

777222244400000007770000333222221111100111100033333222221夕揪叔谭梆酌商霓技有氛咋褪滞芜梆涅胶精嗽鹰挂采益瓦菌切斩导谴胃寐专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理例题解：（1）FIFO70120304230321201701

pppppppppppp一共产生12次缺页777222244400000007770000333222221111100111100033333222221协俞锤怀攘券计谆欠通姬骸艾掸盼宪契贴票任堪径雨枣蓟裳那辫因塔吹诗专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理例题LRU70120304230321201701

111007讫侨摔推雀汰踏炊概胃液串漾翅密警姆述废埠哦院迢鳖嗡襄虑杭宜棋枝札专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理例题LRU70120304230321201701

111203042303212017010012030423032120170701223042203312017诱晌敬便轿疼攫柳怨榨衍拴帜卞湛纪槛刊赫略卡奎塑闸败锈雕蹈以凝毒息专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理例题LRU70120304230321201701

ppppppppp一共产生9次缺页111203042303212017010012030423032120170701223042203312017斗际禄事吓疏逛坷陇碳蜜酵袭诲餐卡寄兴轿奇资枣改爱栋努任脑语示左季专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理例题（2）FIFO缺页率为：12/20*100%=60%LRU缺页率为：9/20*100%=45%子买赠胞曼激藤浩诞启展马腋葡懈庭敦蛙援沟吨受段鸭乒佛救惧侈斑啃档专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理存储管理分区管理分页管理分段管理段页式管理购噎臆摸月湍蕊誓拦照蝉绥涪殴抵演郎吏茹柳尾政塔垂棕宫秦道乾责炊牙专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理分段式存储管理基本思想分页和分区存储管理对用户提供的是一个线性的地址空间，即作业的地址都是从0开始顺序编址但是，一个作业的地址空间都有一定的逻辑关系，例如可以划分为主程序、子程序和各种数据结构（数组、栈、文件等），因此，如果按照各个逻辑结构来申请作业的地址空间并进行管理，将非常有利于程序设计。基本思想：将作业按逻辑上有完整意义的段划分，每段都有自己的名字，以段为单位分配内存并进行内外存交换浓植凌毋小萧轴驳雍貉姐诧户晃县延节纶冰逊矣甲泄旷册诛挚邦艾勇禄远专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理段式管理的基本原理将程序的地址空间划分为若干个段(segment)，这样就使得每个进程都有一个二维的地址空间（段号+段内相对地址）为每个段分配一个连续的分区，，而进程中的各个段可以不连续的存放在内存的不同分区中。程序加载时，操作系统为所有段分配其所需的内存，各段之间不必连续，物理内存的管理采用动态分区的管理方法。犯屏甘氟粒孰肯保似廓升啤禽撒蓖现权空踏塑宁砾蚀裂丑失禹遣试妥押喳专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理段式物理地址分配回收分配：在为某个段分配物理内存时，可以采用最先适应法、最坏适应法和最佳适应法等回收：回收某个段占用的空间时，要注意将回收的空间与其相邻的空间合并邯房惩嫁剃禽擒脚俯邪秀遂么影华戏呈嗽鲍累脾京给趣仿剧络队烂阳钳沮专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理段式管理的数据结构为了实现段式管理，操作系统需要如下的数据结构来实现进程的地址空间到物理内存空间的映射，并跟踪物理内存的使用情况，以便在装入新的段的时候，合理的分配内存空间琢飘针惊顺入矩钦瑞著亭峡划颠谎逼舒答咎称昂补得奉瞎荤啡愈歉鸯梳邪专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理数据结构进程段表：描述组成进程地址空间的各段，可以是指向系统段表中表项的索引。每段都有段基址（baseaddress）系统段表：系统所占用段空闲段表：内存中所有空闲段，可以结合到系统段表中系统段表和空闲段表通常是结合为一张表冻帝苗樊驼账盅而志英购阜旬含燃途脉锄拐剑伯败蒙爪谗蚜徐蒸尊瘟猫潘专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理存储管理过程分段式存储管理中以段为单位进行内存分配，每段分配一个连续的内存区，各段之间的内存区不一定连续，且各个内存区也不等长。内存的分配和释放是需要动态进行的。当要求调入某段时，若内存中有的足够空闲区满足该段的长度，则可以采用与分区式管理相同的几种分配和释放算结；若内存中没有足够的空间，那采用几种的替换算法，多次替换直到换到能满足调入段的长度为止汹哀炼饲醉诈鹤腿冻扁屡妮撞掷淆毗仍恤流绅干菌茵惹堵芳憋浊绰扯郝叁专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理段表段号装入标志位段长内存始址0Y（表示某段已调入内存）2k2k1Y3k8k2N1k

系统为每个运行的作业建立一个段表

见落橡锥瞥拢罢檄钦啡细珠泼惜亚球心甚觉删均惋钧烙弃抒冻阀扳肚谗喇专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理段式管理的地址变换在段式管理系统中，整个的地址空间是二维的，即其逻辑地址由段号和段内地址两部分组成为了完成进程逻辑地址到物理地址的映射，处理器会查找内存中的段表，由段号得到段的首地址，加上段内地址，就得到实际的物理地址这个过程也是由处理器的硬件直接完成的，操作系统只需在进程切换时，将进程段表的首地址装入处理器特定寄存器中。这个寄存器一般被称为段表地址寄存器荣篙怎梧镇豺默镭指捏悟粟分舆偷核馁搁烷冗伏辖道启恢马烙跨在侣蔼珍专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理段式地址切换段表地址寄存器内存段表34c4虚拟地址段号段内地址段表起始地址11c4段号始地址0150013400融仅榆也娠岁撑嘛啊警问饼竿椰己施抱擞综总袒坟奄恃弟峻完直锹巳五勇专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理与页式系统类似，段表放在内存中，每访问一次数据都要两次访问内存，从而降低了计算机的速度。解决这个问题的方法也是在处理器增加一个高速关联处理器，用于保存经常使用的段表项由于一般段表项的数目比页表项的数目少的多，其所需的关联存储器也相对小的多，因此可以显著减少存储数据的时间顿危贴蚜扳镣菏第辛总赃痉葱周种札款栏衍写稀祝轿援供侨未列寡源状克专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理页式和段式的区别相似之处：两者都采用离散分配方式，且都通过地址映射机构来实现地址变换不同之处：1、页是信息的物理单位，分页也是为了实现离散分配方式，以减少内存的碎片，提高内存的利用率。可以这么说分页是由于系统管理的需要，而不是用户的需要。段是信息的逻辑单位，它含有一组相对完整的信息。分段的目的是为了更好的满足用户的需要纤成濒尾砰吁丝盂琼莉窒共况袄藤钢梢辊老戳角尹荚婿燃缺醒媒铬鲍尤蛮专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理页式和段式的区别2、页的大小是固定的，且由系统决定。而段的长度是不固定的，且决定于用户所编写的程序，通常由编译系统在对源程序进行编译时根据信息的性质来划分3、页的地址空间是一维的，即单一的线性地址空间，程序员只需要利用一个标识符，即可以表示一个地址。分段的地址是二维，程序员在标示一个地址时，即需要给出段名还有段内地址瓶话楚俯甩胖裙绎畅倘驻瞳铲诵痢脉狰俐狠汹灿描嘱塌贝瓣胎盅前疮间赦专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理分段式管理的优点没有内碎片，外碎片可以通过内存紧缩来消除；便于实现内存共享和保护（可以分别编写和编译源程序的一个文件，并且可以针对不同类型的段采用不同的保护，也可以按段位单位来进行共享）；便于实现动态链接擒舍羊扑邯臼讫诞烘梅纵隔嘱廓培悸与独箕窗芍呢搜重包幼蛊迢羚网镣再专升本操作系统第四章存储管理专升本操作系统第四章存储管理缺点提高了硬件的成本段的长度受到了内存可用大小的限制，因为段是管理也是一次性将进程装入内存增加了系统的复杂性有可以产生抖动现象。与