第1節(jié) 操作系統(tǒng)存儲(chǔ)管理做什么

第3單元主存管理

第一節(jié)主存管理做什么？1相關(guān)概念的引入主存管理完成的功能舉例程序執(zhí)行流程：從計(jì)算機(jī)如何工作開始…movax,[100]……100:0

PC存儲(chǔ)器取指-執(zhí)行-取指-執(zhí)行將程序放到內(nèi)存中，PC指向開始地址要解決的問題intmain(intargc,char*argv[]){...…_main:mov[300],0…callxxcall40040…_main:mov[300],0…callxxcall4010001040PC0以0為參照編址物理內(nèi)存中程序的起始地址可以是任何地址

修改程序中的地址…_main:mov[300],0…callxxcall4010001040PC0…_main:mov[1300],0…callxxcall104010001040PC0什么時(shí)候完成地址修改?編譯時(shí)載入時(shí)編譯時(shí)做好地址修改的程序只能放在內(nèi)存固定位置載入時(shí)做好地址修改的程序一旦載入內(nèi)存就不能動(dòng)了地址修改的最合適的時(shí)機(jī)運(yùn)行時(shí)基地址(base)…_main:mov[300],0…callxxcall40_sum:.int0…在內(nèi)存中任何地方300物理地址base+300(offset)邏輯地址每執(zhí)行一條指令都要進(jìn)行地址修改base每個(gè)進(jìn)程有各自的基地址，放在哪里?PCBPC幾個(gè)概念物理地址(絕對(duì)地址、實(shí)地址)

物理地址是計(jì)算機(jī)主存單元的真實(shí)地址，又稱為絕對(duì)地址或?qū)嵉刂?。主存空間（物理地址空間）

物理地址的集合所對(duì)應(yīng)的空間組成了主存空間。邏輯地址(相對(duì)地址、虛地址)

用戶的程序地址(指令地址或操作數(shù)地址)均為邏輯地址。作業(yè)地址空間(程序地址空間、虛地址空間)用戶程序所有的邏輯地址集合對(duì)應(yīng)的空間。

地址映射(重定位)將程序地址空間中使用的邏輯地址變換成主存中的物理地址的過程，稱為地址映射。

在程序執(zhí)行期間，隨著每條指令和數(shù)據(jù)的訪問自動(dòng)地連續(xù)地進(jìn)行地址映射這種地址變換方式稱為動(dòng)態(tài)地址映射。在作業(yè)裝入過程中隨即進(jìn)行的地址變換方式稱為靜態(tài)地址映射程序載入后還需要移動(dòng)…還有一個(gè)重要概念:交換(swap)常駐程序(操作系統(tǒng))進(jìn)程3內(nèi)存磁盤進(jìn)程1進(jìn)程1睡眠換出進(jìn)程2換入進(jìn)程1進(jìn)程3進(jìn)程3睡眠換出進(jìn)程1進(jìn)程2整理一下思路…進(jìn)程1進(jìn)程2操作系統(tǒng)內(nèi)存邏輯地址0邏輯地址0movax,[100]movax,[100]movax,[100]IR2000基地址PC20001000switchPC1000movax,[100]IR每條指令都要執(zhí)行，效率很重要。硬件支持(MMU)進(jìn)程切換時(shí)根據(jù)PCB切換一起切換這個(gè)基地址第3單元主存管理

第一節(jié)主存管理做什么？11相關(guān)概念的引入主存管理完成的功能舉例主存管理功能配合MMU實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理主存地址的映射主存分配存儲(chǔ)保護(hù)主存擴(kuò)充

主存分配構(gòu)造分配用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

制定策略主存分配策略

——在眾多個(gè)請(qǐng)求者中選擇一個(gè)請(qǐng)求者的原則放置策略

——在可用資源中，選擇一個(gè)空閑區(qū)的原則調(diào)入策略

——決定信息裝入主存的時(shí)機(jī)預(yù)調(diào)策略：預(yù)先將信息調(diào)入主存請(qǐng)調(diào)策略：當(dāng)需要信息時(shí)，將信息調(diào)入主存淘汰策略

——在主存中沒有可用的空閑區(qū)時(shí)，決定哪些信息從主存中移走到輔存，即確定淘汰已占用的內(nèi)存區(qū)的原則。實(shí)施主存分配與回收主存管理功能配合MMU實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理主存地址的映射主存分配存儲(chǔ)保護(hù)主存擴(kuò)充

存儲(chǔ)保護(hù)什么是存儲(chǔ)保護(hù)必須由硬件(軟件配合)保證各用戶程序只能在給定的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)活動(dòng)，這種措施叫做存儲(chǔ)保護(hù)。實(shí)現(xiàn)方法上下界地址保護(hù)基地址+限長例：作業(yè)大小為4KB，主存首址為20KB。movr1,[500]123020KB256KB1存儲(chǔ)空間24KB下界寄存器

20KB上界寄存器

24KB如何設(shè)置上下界寄存器內(nèi)容？如何判斷是否越界？若下界≤物理地址＜

上界

允許訪問；否則發(fā)生越界中斷上下界保護(hù)存儲(chǔ)保護(hù)什么是存儲(chǔ)保護(hù)必須由硬件(軟件配合)保證各用戶程序只能在給定的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)活動(dòng)，這種措施叫做存儲(chǔ)保護(hù)。實(shí)現(xiàn)方法上下界地址保護(hù)基地址+限長例：作業(yè)大小為4KB，主存首址為20KB。如何設(shè)置基址、限長寄存器內(nèi)容？如何判斷是否越界？若邏輯地址＜限長寄存器

允許訪問；否則發(fā)生越界中斷movr1,[500]123020KB256KB1存儲(chǔ)空間24KB基址寄存器

20KB限長寄存器

4KB基地址+限長主存管理功能配合MMU實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理主存地址的映射主存分配存儲(chǔ)保護(hù)主存擴(kuò)充

主存擴(kuò)充實(shí)現(xiàn)方法交換擴(kuò)充后的主存叫虛擬存儲(chǔ)器

由操作系統(tǒng)和硬件相配合來完成主存和輔存之間的信息的動(dòng)態(tài)調(diào)度。這樣的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)好像為用戶提供了一個(gè)其存儲(chǔ)容量比實(shí)際主存大得多的存儲(chǔ)器，這個(gè)存儲(chǔ)器稱為虛擬存儲(chǔ)器。虛擬存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)的依據(jù)

程序的局部性原理第3單元主存管理

第一節(jié)主存管理做什么？22相關(guān)概念的引入主存管理完成的功能舉例把邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址稱為（

）。A.地址分配B.地址映射C.地址保護(hù)D.地址越界動(dòng)態(tài)重定位的時(shí)機(jī)是程序執(zhí)行時(shí)。靜態(tài)：程序裝入時(shí)A.程序編譯時(shí)B.程序鏈接時(shí)C.程序裝入時(shí)D.程序運(yùn)行時(shí)例子舉例在下面關(guān)于虛擬存儲(chǔ)器的敘述中，正確的是（

）。A.要求程序運(yùn)行前必須全部裝入內(nèi)存且在運(yùn)行過程中一直駐留在內(nèi)存B.要求程序運(yùn)行前不必全部裝入內(nèi)存且在運(yùn)行過程中不必一直駐留在內(nèi)存C.要求程序運(yùn)行前不必全部裝入內(nèi)存但是在運(yùn)行過程中必須一直駐留在內(nèi)存D.要求程序運(yùn)行前必須全部裝入內(nèi)