ch4-4.3分页和4.4分段式存储管理.ppt

1、4.3 分页式存储管理,4.3.1 分页式存储管理的基本原理 4.3.2 快表 4.3.3 分页式存储空间的分配和去配 4.3.4 分页式存储空间的页面共享和保护 4.3.5 多级页表 4.3.6 反置页表,4.3.1 分页式存储管理基本原理(1),为什么要引进分页技术? 基本原理 (1) 页框 (2) 页面 (3) 逻辑地址形式 (4) 页表和地址转换,分页式存储管理基本原理(2),作业的页面与分给的页框如何建立联系呢？ 逻辑地址(页面)如何变换成物理地址(页框)呢？ 作业的物理地址空间由连续变成分散后，如何保证程序正确执行呢？ 使用动态重定位技术，给每个页面设立重定位寄存器，重定位寄存器的

2、集合便称页表。 页表是操作系统为每个用户作业建立的，用来记录程序页面和主存对应页框的对照表。,页式存储管理的地址转换和存储保护,页表基址寄存器,4.3.2 快表,相联存储器 快表的格式 采用相联存储器后地址转换,采用相联存储器的地址转换,假定访问主存时间为100毫微秒，访问相联存储器时间为20毫微秒，相联存储器为32个单元时快表命中率可达90%，按逻辑地址存取的平均时间为： （10020）90%(100+100+20)(1-90%)130毫微秒 比两次访问主存的时间100毫微秒2+20200毫微秒下降了三成多。,4.3.3分页式存储空间的分配和去配(1),位示图法 链表方法 分配算法,主存分配

3、的位示图和链表方法,4.3.4分页存储空间的页面共享和保护(1),数据共享:各自页表项指向共享数据页框 程序共享:共享的程序必须规定统一的页号 标志位保护方法：指出页框的访问权限 键保护方法：检查是否合法用户,分页存储空间的页面共享和保护(2),共享库 ：含共享函数的目标代码 动态链接器:将共享库加载到主存并与程序链接 编译和动态链接共享库的过程：,分页存储空间的页面共享和保护(3),4.3.5 多级页表,多级页表的概念 多级页表的具体做法 逻辑地址结构 逻辑地址到物理地址转换过程,多级页表的概念,系统为每个进程建一张页目录表,它的每个表项对应一个页表页,而页表页的每个表项给出了页面和页框的对

4、应关系,页目录表是一级页表,页表页是二级页表。 逻辑地址结构有三部分组成：页目录、页表页和位移。,多级页表地址转换过程,解决页表页占用主存空间的问题,进程运行涉及页面的页表页应放在主存,其他页表页使用时再调入, 在页目录表中增加特征位,指示对应的页表页是否已调入主存, 地址转换机构根据逻辑地址中的页目录位移,去查页目录表对应表项,如未调入,应产生一个”缺页表页”中断信号，请求操作系统将页表页调入主存。,SUN SPARC计算机三级分页结构,多级页表结构的本质,多级不连续导致多级索引。 以二级页表为例，用户程序的页面不连续存放，要有页面地址索引，该索引是进程页表；进程页表又是不连续存放的多个页表

5、页，故页表页也要页表页地址索引，该索引就是页目录。 页目录项是页表页的索引，而页表页项是进程程序的页面索引。,4.3.5反置页表(1),反置页表(2),IPT是为主存中的每一个物理块建立一个页表并按照块号排序, 该表每个表项包含正在访问该页框的进程标识、页号及特征位,用来完成主存页框到访问进程的页号、即物理地址到逻辑地址的转换。,反置页表(3),反置页表地址转换过程如下: 逻辑地址给出进程标识和页号,用它们去比较IPT,若整个反置页表中未能找到匹配的页表项,说明该页不在主存,产生请页中断,请求操作系统调入;否则，该表项的序号便是页框号,块号加上位移,便形成物理地址。,4.4 分段式存储管理,4

6、.4.1 程序的分段结构 4.4.2 分段式存储管理的基本原理 4.4.3 段的共享和保护 4.4.4 分段和分页的比较,4.4.1 程序的分段结构,分段存储管理引入的主要原因 模块化程序设计的分段结构 分页存储管理-一维地址结构 分段存储管理-二维地址结构,模块化程序设计的分段结构,4.4.2 分段式存储管理的基本原理(1),两维逻辑地址 段号：段内地址 作业表和段表 段式存储管理的地址转换和存储保护：,分段式存储管理的基本原理(2),4.4.3段的共享,多对基址/限长寄存器 段的共享，是通过不同作业段表中的项指向同一个段基址来实现。 几道作业共享的例行程序就可放在一个段中，只要让各道作业的共享部分有相同的基址/限长值。（共享函数在所有作业中有相同段号） 对共享段的信息必须进行保护。,分段和分页的比较(1),分段是信息的逻辑单位，由源程序的逻辑结构所决定，用户可见， 段长可根据用户需要来规定，段起始地址可从任何主存地址开始。 分段方式中，源程序(段号，段内位移)经连结装配后地址仍保持二维结构。,分