存儲(chǔ)管理最新課件

1、存儲(chǔ)管理最新課件 存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要資源之一。因?yàn)槿魏纬绦蚝蛿?shù)據(jù)以及各種控制用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都必須占用一定的存儲(chǔ)空間，因此，存儲(chǔ)管理直接影響系統(tǒng)性能。 存儲(chǔ)器由內(nèi)存(primary storage)和外存(secondary storage)組成。本章討論的主要是內(nèi)存管理問題，包括如下內(nèi)容：存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件返回存儲(chǔ)管理最新課件外存(secondary storage)DOS核心命令處理程序內(nèi)存(primary storage)快速緩存(cache)寄存器(register)存取速度成本增加容量減少當(dāng)CPU存取內(nèi)存數(shù)據(jù)時(shí)，并不是引用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的物理地址（Physical Addr

2、ess），而是要通過指向物理地址映射的虛擬地址（Virtual Address）。而從虛擬地址到物理地址的映射結(jié)果就存放在TLB中。存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件 存儲(chǔ)分配和回收：按照一定的算法把某一空閑的主存區(qū)分配給作業(yè)或進(jìn)程按照一定的算法把某一空閑的主存區(qū)分配給作業(yè)或進(jìn)程以及回收系統(tǒng)或用戶釋放的空間。以及回收系統(tǒng)或用戶釋放的空間。 地址變換：將程序地址空間中使用的邏輯地址變換成主存中的地址的過程將程序地址空間中使用的邏輯地址變換成主存中的地址的過程程序加載程序加載(裝入裝入)時(shí)的重定位技術(shù)時(shí)的重定位技術(shù)可執(zhí)行文件生成中的鏈接技術(shù)可執(zhí)行文件生成中的鏈接技術(shù)進(jìn)程運(yùn)行時(shí)硬件和軟

3、件的地址變換技術(shù)和機(jī)構(gòu)進(jìn)程運(yùn)行時(shí)硬件和軟件的地址變換技術(shù)和機(jī)構(gòu) 存儲(chǔ)共享和保護(hù)：保證用戶程序保證用戶程序( (或進(jìn)程映象或進(jìn)程映象) )共享主存中的數(shù)據(jù)，并且在共享主存中的數(shù)據(jù)，并且在各自的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)操作，互不干擾。各自的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)操作，互不干擾。代碼和數(shù)據(jù)共享代碼和數(shù)據(jù)共享地址空間訪問權(quán)限（讀、寫、執(zhí)行）地址空間訪問權(quán)限（讀、寫、執(zhí)行） 存儲(chǔ)器擴(kuò)充：使用戶程序的大小和結(jié)構(gòu)不受主存容量和結(jié)構(gòu)的限制。使用戶程序的大小和結(jié)構(gòu)不受主存容量和結(jié)構(gòu)的限制。由應(yīng)用程序控制：由應(yīng)用程序控制：覆蓋；由由OS控制：控制：交換（整個(gè)進(jìn)程空間），（整個(gè)進(jìn)程空間），虛擬存儲(chǔ)的請(qǐng)求調(diào)入和預(yù)調(diào)入（部分進(jìn)程的請(qǐng)求調(diào)入和預(yù)調(diào)

4、入（部分進(jìn)程空間）空間）存儲(chǔ)管理最新課件 直接分配方式：程序員在編寫程序時(shí)，或編譯程序?qū)υ闯绦蜻M(jìn)行編譯時(shí)，所程序員在編寫程序時(shí)，或編譯程序?qū)υ闯绦蜻M(jìn)行編譯時(shí)，所用的就是實(shí)際的存儲(chǔ)地址。用的就是實(shí)際的存儲(chǔ)地址。 前提：事先確定一個(gè)作業(yè)在主存中的位置；前提：事先確定一個(gè)作業(yè)在主存中的位置； 缺點(diǎn)：存儲(chǔ)空間的利用率不高，對(duì)用戶使用不方便。缺點(diǎn)：存儲(chǔ)空間的利用率不高，對(duì)用戶使用不方便。 靜態(tài)分配：在作業(yè)在作業(yè)裝入內(nèi)存時(shí)裝入內(nèi)存時(shí)才確定它們?cè)趦?nèi)存中的位置，并在其整個(gè)運(yùn)行才確定它們?cè)趦?nèi)存中的位置，并在其整個(gè)運(yùn)行期間不能在內(nèi)存中移動(dòng)，也不能再申請(qǐng)內(nèi)存空間。期間不能在內(nèi)存中移動(dòng)，也不能再申請(qǐng)內(nèi)存空間。 前提：

5、一個(gè)作業(yè)裝入內(nèi)存時(shí)必須分配其要求的全部存儲(chǔ)量，并且退出前不釋放；前提：一個(gè)作業(yè)裝入內(nèi)存時(shí)必須分配其要求的全部存儲(chǔ)量，并且退出前不釋放； 缺點(diǎn)：在多道程序系統(tǒng)中不能有效地共享存儲(chǔ)器資源。缺點(diǎn)：在多道程序系統(tǒng)中不能有效地共享存儲(chǔ)器資源。 動(dòng)態(tài)分配：在作業(yè)在作業(yè)裝入內(nèi)存時(shí)裝入內(nèi)存時(shí)才確定它們?cè)趦?nèi)存中的位置，但在其整個(gè)運(yùn)行才確定它們?cè)趦?nèi)存中的位置，但在其整個(gè)運(yùn)行期間可以再申請(qǐng)內(nèi)存空間，也可在內(nèi)存中移動(dòng)。一個(gè)作業(yè)已占有的存儲(chǔ)區(qū)不再需要時(shí)，期間可以再申請(qǐng)內(nèi)存空間，也可在內(nèi)存中移動(dòng)。一個(gè)作業(yè)已占有的存儲(chǔ)區(qū)不再需要時(shí)，可以歸還給系統(tǒng)?？梢詺w還給系統(tǒng)。存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新

6、課件 作業(yè)地址空間 內(nèi)存空間裝入存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件返回 本節(jié)主要有如下內(nèi)容:存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件8 M8 M8 M8 M8 MOperating SystemOperating System8 M12 M8 M8 M6 M4 M2 M固定分區(qū)(大小相同)固定分區(qū)(多種大

7、小)存儲(chǔ)管理最新課件固定式分區(qū)內(nèi)存分配示意圖（固定式分區(qū)內(nèi)存分配示意圖（a）固定式分區(qū)說明表（固定式分區(qū)說明表（b）存儲(chǔ)管理最新課件作業(yè)作業(yè)1：25k作業(yè)作業(yè)2：150k作業(yè)作業(yè)3：6k存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件自由鏈自由鏈頭指針頭指針存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件查找分區(qū)說明表第一項(xiàng)表結(jié)束否？該分區(qū)空閑嗎？X分區(qū)長度?修改狀態(tài)位為正在使用返回分區(qū)號(hào)繼續(xù)檢索下一個(gè)表項(xiàng)YYNNNY請(qǐng)求X大小分區(qū)無法分配存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件查找空閑分區(qū)鏈表第一項(xiàng)檢索完否？分區(qū)大小=size?分區(qū)大小=size?劃出

8、size大小的分區(qū)修改有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)返回將該分區(qū)從鏈表中移出繼續(xù)檢索下一個(gè)表項(xiàng)YYYNNN存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件上空閑區(qū)上空閑區(qū)f1回收區(qū)回收區(qū)r下空閑區(qū)下空閑區(qū)f2上空閑區(qū)上空閑區(qū)f1回收區(qū)回收區(qū)r回收區(qū)回收區(qū)r下空閑區(qū)下空閑區(qū)f2回收區(qū)回收區(qū)r存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件固定分區(qū)固定分區(qū)OS8M6M16M2MOS8M6M4M2M12M內(nèi)零頭外零頭OS8MOS8M5M12M6M1M外零頭動(dòng)態(tài)分區(qū)動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存

9、儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件注：另一種覆蓋方法：(100K)A(20K)占一個(gè)分區(qū)：20K；B(50K)、D(20K)和E(40K)共用一個(gè)分區(qū)：50K；F(30K)和C(30K)共用一個(gè)分區(qū)：30K；覆蓋技術(shù)覆蓋技術(shù)A20kB50kF30kC30kD20kE40kTotal:190kTotal:110kResident20kOverlay 050kOverlay 140k存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件頁號(hào)P頁內(nèi)位移d？思考：頁面?zhèn)€數(shù)和頁面大小與P和d的關(guān)系？存儲(chǔ)管理最新課件邏輯地址：邏輯地址：15位位 內(nèi)存空間內(nèi)存空間16K

10、存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件頁表始址頁表長度頁表寄存器頁表8452物理地址2452邏輯地址越界中斷內(nèi)存8644存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件(1) 虛地址 3412nPINT 3412/2048 1nW 3412 mod 20481364存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件 物理地址 頁號(hào) 塊號(hào) 2 11 越界中斷 頁表寄存器 邏輯地址 0010 111101101010 頁表始址 頁表長度 + 1010 111101101010 存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件頁表始址頁表長度頁表寄存器頁表31250物理地址2

11、1250邏輯地址越界中斷快表聯(lián)想寄存器存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件0m分配頁面數(shù)分配頁面數(shù)缺頁次數(shù)缺頁次數(shù)(a) 正常情況正常情況0m分配頁面數(shù)分配頁面數(shù)缺頁次數(shù)缺頁次數(shù)(b) Belady現(xiàn)象現(xiàn)象舉例存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件7012030423032120177777333333333222000000444444444411111111000000022222222221111存儲(chǔ)管理最新

12、課件123412512345111444555555222111113333332222244存儲(chǔ)管理最新課件123412512345111111555544222222111153333332222444444333存儲(chǔ)管理最新課件舉例存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件 OPT 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5頁頁1 4 3 2 1 1 1 5 5 5 2 1 1頁頁2 4 3 3 3 3 3 3 3 5 5 5頁頁3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 x x x x 3 3 x 3 3 x x

13、 3 共缺頁中斷共缺頁中斷7次次某程序在內(nèi)存中分配三個(gè)頁面，初始為空，頁面走向?yàn)?，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5。存儲(chǔ)管理最新課件FIFO 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5頁頁1 4 3 2 1 4 3 5 5 5 2 1 1頁頁2 4 3 2 1 4 3 3 3 5 2 2頁頁3 4 3 2 1 4 4 4 3 5 5 x x x x x x x 3 3 x x 3共缺頁中斷共缺頁中斷9次次存儲(chǔ)管理最新課件 LRU 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5頁頁1 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5頁頁2 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1

14、頁頁3 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 x x x x x x x 3 3 x x x共缺頁中斷共缺頁中斷10次次存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件 CALL X | LOAD 1, A | STORE 1, B | 01K Y： 0500分段分段X（子程序）（子程序） D： 0300分段分段A（數(shù)組）（數(shù)組） C： 0200分段分段B（工作區(qū)）（工作區(qū)）存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件需調(diào)入新段需調(diào)入新段X內(nèi)存中有不小于內(nèi)存中有

15、不小于X段長段長的空閑區(qū)嗎？的空閑區(qū)嗎？內(nèi)存中所有空閑區(qū)總內(nèi)存中所有空閑區(qū)總和小于和小于X段長嗎？段長嗎？按一定算法反復(fù)淘汰舊段，以形成一按一定算法反復(fù)淘汰舊段，以形成一個(gè)長度不小于個(gè)長度不小于X段長的空閑區(qū)段長的空閑區(qū)合并空閑區(qū)以形成長度合并空閑區(qū)以形成長度不小于不小于X段長的空閑區(qū)段長的空閑區(qū)為為X段分配內(nèi)存空閑區(qū)段分配內(nèi)存空閑區(qū)將將X段調(diào)入內(nèi)存并改寫段表段調(diào)入內(nèi)存并改寫段表返回返回NNYY存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件段表始址 段表長度段號(hào) 段內(nèi)位移段表控制寄存器段表段號(hào)段始址段長內(nèi)存段內(nèi)位移大于段長發(fā)生中斷段超長中斷8292存儲(chǔ)管理最新課件(2)2,500：(3)3,400 ：(4)

16、4,112： (5)5,32：試將下述虛地址轉(zhuǎn)換成內(nèi)存地址: 段號(hào) 段始址 段長 210 500 1 2350 20 2 100 90 3 1350 590 4 1938 95(1)0,430 物理地址： 210+430=640存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件132 MAIN1 DATA1 SIN COS 1346作業(yè)作業(yè)1的地址空間的地址空間 MAIN2 DATA2 SORT COS 1563作業(yè)作業(yè)2的地址空間的地址空間01234567作業(yè)作業(yè)1段表段表01234567作業(yè)作業(yè)2段表段表OS MAIN1 DATA1 SIN C COSOS MAIN1 DATA2 SQRT 內(nèi)存內(nèi)存存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件存儲(chǔ)管理最新課件段表長度段表長度段表始址段表始址段表地址寄存器段表地址寄存器段段 號(hào)號(hào) 其其 它它 頁頁 表表 長長 度度 頁頁 表表 始始 址址 0 5 1 0 2 4 1 7 1 0 2 9 2 9 1 0 3 6 段表段表頁號(hào)頁號(hào) 其它其它 塊號(hào)塊號(hào) 1 12 2 19 3 21 4 8 5 10 第第0段頁表段頁表頁頁 號(hào)號(hào) 其其 它它 塊塊 號(hào)號(hào) 1 2 9 第第2段頁表段頁表內(nèi)存內(nèi)存存儲(chǔ)管理最新課件段表控