計算機(jī)操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)串講第三講

1、Operating SystemOperating SystemPage 12021-6-29 Operating SystemOperating SystemPage 22021-6-29 q重點(diǎn)重點(diǎn) v理解理解重定位的基本概念重定位的基本概念 v掌握掌握動態(tài)分區(qū)分配方式動態(tài)分區(qū)分配方式 v掌握理解掌握理解分頁和分段存儲管理方式分頁和分段存儲管理方式 v理解理解虛擬存儲器的基本概念虛擬存儲器的基本概念 v掌握掌握請求分頁系統(tǒng)的基本原理請求分頁系統(tǒng)的基本原理 q難點(diǎn)難點(diǎn) v動態(tài)分區(qū)分配動態(tài)分區(qū)分配算法算法 v分頁和分段地址轉(zhuǎn)換分頁和分段地址轉(zhuǎn)換 v請求分頁系統(tǒng)的地址轉(zhuǎn)換及頁面置換算法請求分頁系

2、統(tǒng)的地址轉(zhuǎn)換及頁面置換算法 Operating SystemOperating SystemPage 32021-6-29 q知識點(diǎn)知識點(diǎn) v重定位的基本概念重定位的基本概念 v動態(tài)分區(qū)分配方式及分配算法、分區(qū)保護(hù)動態(tài)分區(qū)分配方式及分配算法、分區(qū)保護(hù) v分頁存儲管理及地址變換、分段存儲管理及地分頁存儲管理及地址變換、分段存儲管理及地 址變換，信息共享和保護(hù)址變換，信息共享和保護(hù) v虛擬存儲器的基本概念、特征，頁面置換技術(shù)虛擬存儲器的基本概念、特征，頁面置換技術(shù) v請求分頁系統(tǒng)，頁表機(jī)制、地址變換及頁面置請求分頁系統(tǒng)，頁表機(jī)制、地址變換及頁面置 換算法換算法 Operating SystemOp

3、erating SystemPage 42021-6-29 q主存儲器管理功能主存儲器管理功能 v存儲分配和回收存儲分配和回收 分配和回收算法及相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分配和回收算法及相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) v地址變換和重定位地址變換和重定位 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) 程序加載程序加載(裝入裝入)時的重定位技術(shù)時的重定位技術(shù) 進(jìn)程運(yùn)行時硬件和軟件的地址變換技術(shù)和機(jī)構(gòu)進(jìn)程運(yùn)行時硬件和軟件的地址變換技術(shù)和機(jī)構(gòu) v存儲共享和保護(hù)存儲共享和保護(hù) 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） v存儲器擴(kuò)充：存儲器的邏輯組織和物理組織；存儲器擴(kuò)充

4、：存儲器的邏輯組織和物理組織； 由應(yīng)用程序控制：覆蓋；由應(yīng)用程序控制：覆蓋； 由由OS控制：交換（整個進(jìn)程空間），虛擬存儲的請求調(diào)入和控制：交換（整個進(jìn)程空間），虛擬存儲的請求調(diào)入和 預(yù)調(diào)入（部分進(jìn)程空間）預(yù)調(diào)入（部分進(jìn)程空間） Operating SystemOperating SystemPage 52021-6-29 q程序的裝入和鏈接程序的裝入和鏈接 q連續(xù)分配方式連續(xù)分配方式 q基本分頁存儲管理基本分頁存儲管理 q基本分段存儲管理基本分段存儲管理 q虛擬存儲器的基本概念虛擬存儲器的基本概念 q請求分頁存儲管理方式請求分頁存儲管理方式 q頁面置換算法頁面置換算法 q請求分段存儲管理方式

5、請求分段存儲管理方式 Operating SystemOperating SystemPage 62021-6-29 q程序的裝入程序的裝入 q程序的鏈接程序的鏈接 Operating SystemOperating SystemPage 72021-6-29 4.1.1 程序的裝入程序的裝入 1. 絕對裝入方式絕對裝入方式(Absolute Loading Mode) 2. 可重定位裝入方式可重定位裝入方式(Relocation Loading Mode) 3. 動態(tài)運(yùn)行時裝入方式動態(tài)運(yùn)行時裝入方式(Dynamic Run-time Loading) Operating SystemOper

6、ating SystemPage 82021-6-29 q程序的裝入和鏈接程序的裝入和鏈接 q連續(xù)分配方式連續(xù)分配方式 q基本分頁存儲管理基本分頁存儲管理 q基本分段存儲管理基本分段存儲管理 q虛擬存儲器的基本概念虛擬存儲器的基本概念 q請求分頁存儲管理方式請求分頁存儲管理方式 q頁面置換算法頁面置換算法 q請求分段存儲管理方式請求分段存儲管理方式 Operating SystemOperating SystemPage 92021-6-29 q單一連續(xù)分配單一連續(xù)分配 q固定分區(qū)分配固定分區(qū)分配 q動態(tài)分區(qū)分配動態(tài)分區(qū)分配 q可重定位分區(qū)分配可重定位分區(qū)分配 q對換（對換（SwappingS

7、wapping） Operating SystemOperating SystemPage 102021-6-29 q 連續(xù)分配方式為連續(xù)分配方式為一個用戶一個用戶程序分配一個連續(xù)的程序分配一個連續(xù)的 內(nèi)存空間內(nèi)存空間 q 單一連續(xù)分配單一連續(xù)分配是最簡單的一種存儲管理方式，是最簡單的一種存儲管理方式， 但只能用于但只能用于單用戶、單任務(wù)單用戶、單任務(wù)的操作系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)中 q 把內(nèi)存分為把內(nèi)存分為 v系統(tǒng)區(qū)：系統(tǒng)區(qū)：OS使用，通常放在內(nèi)存低址部分使用，通常放在內(nèi)存低址部分 v用戶區(qū)：用戶區(qū)：用戶可使用的全部內(nèi)存空間用戶可使用的全部內(nèi)存空間 q 存儲器保護(hù)機(jī)構(gòu)不健全，易造成系統(tǒng)破壞存儲器保護(hù)

8、機(jī)構(gòu)不健全，易造成系統(tǒng)破壞 q 優(yōu)點(diǎn)：易于管理優(yōu)點(diǎn)：易于管理 q 缺點(diǎn)：對要求內(nèi)存空間少的程序，造成內(nèi)存浪缺點(diǎn)：對要求內(nèi)存空間少的程序，造成內(nèi)存浪 費(fèi)；程序全部裝入，很少使用的程序部分也占費(fèi)；程序全部裝入，很少使用的程序部分也占 用內(nèi)存用內(nèi)存 Operating SystemOperating SystemPage 112021-6-29 q單一連續(xù)分配單一連續(xù)分配 q固定分區(qū)分配固定分區(qū)分配 q動態(tài)分區(qū)分配動態(tài)分區(qū)分配 q可重定位分區(qū)分配可重定位分區(qū)分配 q對換（對換（SwappingSwapping） Operating SystemOperating SystemPage 122021-

9、6-29 q最簡單的可運(yùn)行最簡單的可運(yùn)行多道程序多道程序的存儲管理方式的存儲管理方式 q內(nèi)存用戶空間劃分為若干個內(nèi)存用戶空間劃分為若干個固定大小的區(qū)域固定大小的區(qū)域，每個分，每個分 區(qū)中只裝入?yún)^(qū)中只裝入一道一道作業(yè)作業(yè) q劃分分區(qū)的方法劃分分區(qū)的方法 v分區(qū)大小相等分區(qū)大小相等： v即使所有的內(nèi)存分區(qū)大小相等即使所有的內(nèi)存分區(qū)大小相等 太大：浪費(fèi)太大：浪費(fèi) 太?。翰粔蛴锰。翰粔蛴?v分區(qū)大小不等分區(qū)大小不等： v劃分為多個大、中、小搭配的分區(qū)劃分為多個大、中、小搭配的分區(qū) 根據(jù)程序大小決定所使用的分區(qū)根據(jù)程序大小決定所使用的分區(qū) 大班在大教室、小班在小教室大班在大教室、小班在小教室 Oper

10、ating SystemOperating SystemPage 132021-6-29 q內(nèi)存分配內(nèi)存分配 v分區(qū)的信息根據(jù)分區(qū)使用表管理分區(qū)的信息根據(jù)分區(qū)使用表管理 2020 v使用界地址寄存器使用界地址寄存器 v采用靜態(tài)重定位采用靜態(tài)重定位 問題：并發(fā)進(jìn)程數(shù)受分區(qū)個數(shù)的制約！問題：并發(fā)進(jìn)程數(shù)受分區(qū)個數(shù)的制約！ 出現(xiàn)：有內(nèi)存卻不能運(yùn)行程序或大進(jìn)程無法運(yùn)行！出現(xiàn)：有內(nèi)存卻不能運(yùn)行程序或大進(jìn)程無法運(yùn)行！ Operating SystemOperating SystemPage 142021-6-29 q單一連續(xù)分配單一連續(xù)分配 q固定分區(qū)分配固定分區(qū)分配 q動態(tài)分區(qū)分配動態(tài)分區(qū)分配 q可重定位

11、分區(qū)分配可重定位分區(qū)分配 q對換（對換（SwappingSwapping） Operating SystemOperating SystemPage 152021-6-29 q 根據(jù)進(jìn)程的實(shí)際根據(jù)進(jìn)程的實(shí)際 需要，動態(tài)地為需要，動態(tài)地為 之分配內(nèi)存空間之分配內(nèi)存空間 q 分配中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分配中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) v空閑分區(qū)表空閑分區(qū)表 記錄每個空閑記錄每個空閑 分區(qū)的情況分區(qū)的情況 v空閑分區(qū)鏈空閑分區(qū)鏈 實(shí)現(xiàn)對空閑分實(shí)現(xiàn)對空閑分 區(qū)的分配和鏈區(qū)的分配和鏈 接接 前前 向向 指指 針針 N 2 0 N個字節(jié)可用個字節(jié)可用 后后 向向 指指 針針 N 2 0 Operating SystemOperatin

12、g SystemPage 162021-6-29 q 分區(qū)分配算法分區(qū)分配算法 v首次適應(yīng)算法首次適應(yīng)算法FF v循環(huán)首次適應(yīng)算法循環(huán)首次適應(yīng)算法 v最佳適應(yīng)算法最佳適應(yīng)算法 v最差適應(yīng)算法最差適應(yīng)算法 Operating SystemOperating SystemPage 172021-6-29 q 分區(qū)分配算法分區(qū)分配算法 v首次適應(yīng)算法首次適應(yīng)算法FF 空閑分區(qū)鏈以空閑分區(qū)鏈以地址遞增順序地址遞增順序鏈接鏈接 分配時從分配時從鏈?zhǔn)组_始查找鏈?zhǔn)组_始查找，找到一個大小可滿足的，找到一個大小可滿足的 空閑分區(qū)，劃出一塊給請求者空閑分區(qū)，劃出一塊給請求者 優(yōu)點(diǎn)：簡單；優(yōu)先利用低地址空閑區(qū)，保留

13、高地優(yōu)點(diǎn)：簡單；優(yōu)先利用低地址空閑區(qū)，保留高地 址大空閑區(qū)址大空閑區(qū) 缺點(diǎn)：會造成在低地址部分很多難以利用的小空缺點(diǎn)：會造成在低地址部分很多難以利用的小空 閑分區(qū)，查找效率低閑分區(qū)，查找效率低 v循環(huán)首次適應(yīng)算法循環(huán)首次適應(yīng)算法 每次分配時每次分配時從上一次找到從上一次找到空閑分區(qū)的空閑分區(qū)的下一個空閑下一個空閑 區(qū)開始查找區(qū)開始查找 優(yōu)點(diǎn)：減少查找空閑分區(qū)開銷，空閑分區(qū)分布更優(yōu)點(diǎn)：減少查找空閑分區(qū)開銷，空閑分區(qū)分布更 均勻均勻 缺點(diǎn)：缺乏大的空閑區(qū)缺點(diǎn)：缺乏大的空閑區(qū) Operating SystemOperating SystemPage 182021-6-29 v最佳適應(yīng)算法最佳適應(yīng)算法

14、 空閑區(qū)按容量由小到大排序空閑區(qū)按容量由小到大排序 每次分配時，把能滿足要求、又是每次分配時，把能滿足要求、又是最小最小的分區(qū)分的分區(qū)分 配給作業(yè)配給作業(yè) 優(yōu)點(diǎn)：不缺乏大的空閑區(qū)優(yōu)點(diǎn)：不缺乏大的空閑區(qū) 缺點(diǎn)：會在存儲器中留直許多難以利用的小分缺點(diǎn)：會在存儲器中留直許多難以利用的小分 區(qū)區(qū)“零頭（或碎片）零頭（或碎片）”；查找效率低；查找效率低 v最差適應(yīng)算法最差適應(yīng)算法 空閑區(qū)按容量由大到小排序空閑區(qū)按容量由大到小排序 每次分配時，把能滿足要求、又是每次分配時，把能滿足要求、又是最大最大的分區(qū)分的分區(qū)分 配給作業(yè)配給作業(yè) 優(yōu)點(diǎn)：剩余的空間最大化，不出現(xiàn)太小的優(yōu)點(diǎn)：剩余的空間最大化，不出現(xiàn)太小的

15、“零頭零頭” 缺點(diǎn)：缺乏大的空閑區(qū)缺點(diǎn)：缺乏大的空閑區(qū) 首次適應(yīng)被認(rèn)為最好、最快，其次是循環(huán)，最佳最差首次適應(yīng)被認(rèn)為最好、最快，其次是循環(huán)，最佳最差 （每次分配后剩下小碎片，難再分，不得不經(jīng)常壓縮（每次分配后剩下小碎片，難再分，不得不經(jīng)常壓縮 內(nèi)存，反而浪費(fèi)內(nèi)存，反而浪費(fèi)CPU） Operating SystemOperating SystemPage 192021-6-29 空閑區(qū)空閑區(qū) 回收區(qū)回收區(qū)回收區(qū)回收區(qū) 空閑區(qū)空閑區(qū) 空閑區(qū)空閑區(qū) 回收區(qū)回收區(qū) 空閑區(qū)空閑區(qū) 回收區(qū)回收區(qū) 情況情況1 1情況情況2 2 情況情況3 3情況情況4 4 Operating SystemOperating

16、 SystemPage 202021-6-29 2) 回收內(nèi)存 回收區(qū)回收區(qū) F1 F2 回收區(qū)回收區(qū) F2 回收區(qū)回收區(qū) F1 回收區(qū)回收區(qū) 回收區(qū)回收區(qū) Operating SystemOperating SystemPage 212021-6-29 q分區(qū)式存儲管理的優(yōu)缺點(diǎn)分區(qū)式存儲管理的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 便于動態(tài)申請內(nèi)存便于動態(tài)申請內(nèi)存 便于共享內(nèi)存便于共享內(nèi)存 便于動態(tài)鏈接便于動態(tài)鏈接 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 碎片問題碎片問題( (外碎片外碎片) )，要求連續(xù)的內(nèi)存空間，要求連續(xù)的內(nèi)存空間， 內(nèi)存利用率不高，受實(shí)際內(nèi)存容量限制內(nèi)存利用率不高，受實(shí)際內(nèi)存容量限制 Operating Syst

17、emOperating SystemPage 222021-6-29 q單一連續(xù)分配單一連續(xù)分配 q固定分區(qū)分配固定分區(qū)分配 q動態(tài)分區(qū)分配動態(tài)分區(qū)分配 q可重定位分區(qū)分配可重定位分區(qū)分配 q對換（對換（SwappingSwapping） Operating SystemOperating SystemPage 232021-6-29 4.2.4 可重定位分區(qū)分配可重定位分區(qū)分配 1. 動態(tài)重定位的引入動態(tài)重定位的引入 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 用戶程序用戶程序1 1 10kb10kb 用戶程序用戶程序3 3 30kb30kb 用戶程序用戶程序6 6 14kb14kb 用戶程序用戶程序9 9 26kb

18、26kb 80kb80kb 用戶程序用戶程序9 9 用戶程序用戶程序6 6 用戶程序用戶程序3 3 用戶程序用戶程序1 1 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) Operating SystemOperating SystemPage 242021-6-29 q動態(tài)重定位的引入動態(tài)重定位的引入 v連續(xù)分配存在的連續(xù)分配存在的 問題問題 必須有足夠大的必須有足夠大的 連續(xù)空間才能分連續(xù)空間才能分 配配 v解決方法解決方法：“拼拼 接接”或或“緊湊緊湊” 的引入的引入 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 用戶程序用戶程序1 用戶程序用戶程序3 10 KB 30 KB 用戶程序用戶程序6 14 KB 用戶程序用戶程序9 26 KB 操作

19、系統(tǒng)操作系統(tǒng) 用戶程序用戶程序1 用戶程序用戶程序3 用戶程序用戶程序6 用戶程序用戶程序9 80 KB (a) 緊湊前緊湊前(b) 緊湊后緊湊后 Operating SystemOperating SystemPage 252021-6-29 q動態(tài)重定位的實(shí)現(xiàn)動態(tài)重定位的實(shí)現(xiàn) v作業(yè)裝入內(nèi)存后的所有地址仍是作業(yè)裝入內(nèi)存后的所有地址仍是相對地址相對地址，將，將相相 對地址對地址轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成成物理地址物理地址的工作的工作在指令執(zhí)行時在指令執(zhí)行時進(jìn)行進(jìn)行 v需要有硬件地址變換機(jī)構(gòu)的支持需要有硬件地址變換機(jī)構(gòu)的支持 LOAD1,2500 365 0 100 2500 5000 2500 相相 對對

20、地地 址址 10000 重重 定定 位位 寄寄 存存 器器 LOAD1,2500 365 10000 10100 12500 15000 作作 業(yè)業(yè) J 處處 理理 機(jī)機(jī) 一一 側(cè)側(cè)存存 儲儲 器器 一一 側(cè)側(cè) 主主 存存 Operating SystemOperating SystemPage 262021-6-29 3. 動態(tài)重定位分區(qū)分配算法動態(tài)重定位分區(qū)分配算法 動態(tài)重定位分區(qū)分配算法，與動態(tài)分區(qū)分配動態(tài)重定位分區(qū)分配算法，與動態(tài)分區(qū)分配 算法基本上相同；算法基本上相同； 差別僅在于：在這種分配算法中，增加了差別僅在于：在這種分配算法中，增加了 功能，通常是在找不到足夠大的空閑分區(qū)來功

21、能，通常是在找不到足夠大的空閑分區(qū)來 滿足用戶需求時，進(jìn)行緊湊。圖滿足用戶需求時，進(jìn)行緊湊。圖4-10示出了動態(tài)示出了動態(tài) 重定位分區(qū)分配算法框圖。重定位分區(qū)分配算法框圖。 Operating SystemOperating SystemPage 272021-6-29 q 可重定位分區(qū)的優(yōu)缺點(diǎn)可重定位分區(qū)的優(yōu)缺點(diǎn) v優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): :解決了可變分區(qū)分配所引入的解決了可變分區(qū)分配所引入的“外零頭外零頭”問題。問題。 消除內(nèi)存碎片，提高內(nèi)存利用率。消除內(nèi)存碎片，提高內(nèi)存利用率。 v缺點(diǎn)缺點(diǎn): :提高硬件成本，緊湊時花費(fèi)時間。提高硬件成本，緊湊時花費(fèi)時間。 Operating SystemOperat

22、ing SystemPage 282021-6-29 q單一連續(xù)分配單一連續(xù)分配 q固定分區(qū)分配固定分區(qū)分配 q動態(tài)分區(qū)分配動態(tài)分區(qū)分配 q可重定位分區(qū)分配可重定位分區(qū)分配 q對換（對換（SwappingSwapping） Operating SystemOperating SystemPage 292021-6-29 q對換的引入對換的引入 v所謂所謂“對換對換”，是指把內(nèi)存中暫時不能運(yùn)行，是指把內(nèi)存中暫時不能運(yùn)行 的進(jìn)程或者暫時不用的程序和數(shù)據(jù)，調(diào)出到的進(jìn)程或者暫時不用的程序和數(shù)據(jù)，調(diào)出到 外存上，以便騰出足夠的內(nèi)存空間，再把已外存上，以便騰出足夠的內(nèi)存空間，再把已 具備運(yùn)行條件的進(jìn)程或進(jìn)

23、程所需要的程序和具備運(yùn)行條件的進(jìn)程或進(jìn)程所需要的程序和 數(shù)據(jù)，調(diào)入內(nèi)存。對換是數(shù)據(jù)，調(diào)入內(nèi)存。對換是提高內(nèi)存利用率提高內(nèi)存利用率的的 有效措施有效措施 v如果對換是以整個進(jìn)程為單位，稱為如果對換是以整個進(jìn)程為單位，稱為“整體整體 對換對換”或或“進(jìn)程對換進(jìn)程對換” v如果對換是以如果對換是以“頁頁”或或“段段”為單位進(jìn)行的，為單位進(jìn)行的， 則稱為則稱為“頁面對換頁面對換”或或“分段對換分段對換”，又統(tǒng)，又統(tǒng) 稱為稱為“部分對換部分對換” Operating SystemOperating SystemPage 302021-6-29 4.2.5 對換對換(Swapping) 為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)程對換，

24、系統(tǒng)必須能實(shí)現(xiàn)以下三方面為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)程對換，系統(tǒng)必須能實(shí)現(xiàn)以下三方面 的功能：的功能： （1）對換空間的管理；對換空間的管理； （2）進(jìn)程的換出；）進(jìn)程的換出； （3）進(jìn)程的換入。）進(jìn)程的換入。 Operating SystemOperating SystemPage 312021-6-29 4.4 基本分頁存儲管理方式基本分頁存儲管理方式 連續(xù)分配方式會形成許多連續(xù)分配方式會形成許多“碎片碎片”，通過，通過“緊湊緊湊”方法將方法將 碎片拼接成可用的大塊空間，但須為此付出很大開銷。碎片拼接成可用的大塊空間，但須為此付出很大開銷。 根據(jù)離散分配時所用基本單位的不同，又可把離散分配方根據(jù)離散分配時所

25、用基本單位的不同，又可把離散分配方 式分以下三種：式分以下三種： 1、分頁存儲管理、分頁存儲管理 2、分段存儲管理、分段存儲管理 3、段頁式存儲管理、段頁式存儲管理 Operating SystemOperating SystemPage 322021-6-29 4.4 基本分頁存儲管理方式基本分頁存儲管理方式 在分頁存儲管理的方式中，如果不具備頁面在分頁存儲管理的方式中，如果不具備頁面對換對換功能，則功能，則 稱為稱為，它不具有支持實(shí)現(xiàn)虛擬存儲，它不具有支持實(shí)現(xiàn)虛擬存儲 器的功能，它要求把每個作業(yè)全部裝入內(nèi)存后方能運(yùn)行。器的功能，它要求把每個作業(yè)全部裝入內(nèi)存后方能運(yùn)行。 Operating

26、SystemOperating SystemPage 332021-6-29 q頁面與頁表頁面與頁表 q地址變換機(jī)構(gòu)地址變換機(jī)構(gòu) q兩級和多級頁表兩級和多級頁表 Operating SystemOperating SystemPage 342021-6-29 q連續(xù)分配方式連續(xù)分配方式要求為一個進(jìn)程分配連續(xù)的內(nèi)存空要求為一個進(jìn)程分配連續(xù)的內(nèi)存空 間，會形成許多間，會形成許多“碎片碎片”，盡管采用盡管采用“ “緊湊緊湊” ”技術(shù)技術(shù) 可以解決這個問題，但要為移動大量信息花去不可以解決這個問題，但要為移動大量信息花去不 少的處理機(jī)時間，代價較高少的處理機(jī)時間，代價較高 q如果允許一個進(jìn)程直接分散地

27、裝入到許多不相鄰如果允許一個進(jìn)程直接分散地裝入到許多不相鄰 接的分區(qū)中，稱為接的分區(qū)中，稱為離散分配方式離散分配方式 q離散分配方式有離散分配方式有分頁存儲管理方式分頁存儲管理方式和和分段存儲管分段存儲管 理方式理方式 q分頁：把用戶程序按邏輯頁劃分成大小相等的部分頁：把用戶程序按邏輯頁劃分成大小相等的部 分，稱為頁或虛頁。從分，稱為頁或虛頁。從0 0開始編制頁號，頁內(nèi)地開始編制頁號，頁內(nèi)地 址是相對于址是相對于0 0編址。編址。 Operating SystemOperating SystemPage 352021-6-29 q頁面頁面 v頁面和物理塊頁面和物理塊 頁面：頁面：將一個進(jìn)程的邏

28、輯地址空間分成若干個將一個進(jìn)程的邏輯地址空間分成若干個 大小相等的片，稱為大小相等的片，稱為頁面或頁頁面或頁，并加以編號，并加以編號， 從從0開始編制頁號，頁內(nèi)地址是相對于開始編制頁號，頁內(nèi)地址是相對于0編址。編址。 物理塊：物理塊：內(nèi)存按頁的大小劃分為大小相等的區(qū)內(nèi)存按頁的大小劃分為大小相等的區(qū) 域，域，稱為物理塊（物理頁面，頁框稱為物理塊（物理頁面，頁框(frame)， 幀），幀），同樣加以編號，如同樣加以編號，如0塊、塊、1塊等等塊等等 在為進(jìn)程分配內(nèi)存時，以塊為單位將進(jìn)程中的在為進(jìn)程分配內(nèi)存時，以塊為單位將進(jìn)程中的 若干個頁分別裝入到多個可以不相鄰接的物理若干個頁分別裝入到多個可以不相

29、鄰接的物理 塊中。由于進(jìn)程的最后一頁經(jīng)常裝不滿一塊而塊中。由于進(jìn)程的最后一頁經(jīng)常裝不滿一塊而 形成了不可利用的碎片，稱之為形成了不可利用的碎片，稱之為“頁內(nèi)碎片頁內(nèi)碎片” Operating SystemOperating SystemPage 362021-6-29 q頁面頁面 v頁面大小頁面大小 頁面的大小應(yīng)選擇的適中，且頁面大小應(yīng)是頁面的大小應(yīng)選擇的適中，且頁面大小應(yīng)是2的的 冪，通常為冪，通常為512 B8 KB 頁面若太小頁面若太小 雖然可使內(nèi)存雖然可使內(nèi)存碎片減小碎片減小，從而減少了內(nèi)存碎片的總，從而減少了內(nèi)存碎片的總 空間，空間， 有利于有利于提高內(nèi)存利用率提高內(nèi)存利用率，但也會

30、使每個進(jìn)程，但也會使每個進(jìn)程 占用較多的頁面，從而導(dǎo)致進(jìn)程的占用較多的頁面，從而導(dǎo)致進(jìn)程的頁表過長頁表過長，占用，占用 大量內(nèi)存；大量內(nèi)存； 此外，還會此外，還會降低頁面換進(jìn)換出的效率降低頁面換進(jìn)換出的效率 如果選擇的頁面較大如果選擇的頁面較大 雖然可以雖然可以減少頁表的長度減少頁表的長度，提高頁面換進(jìn)換出的速，提高頁面換進(jìn)換出的速 度，但卻又會使度，但卻又會使頁內(nèi)碎片增大頁內(nèi)碎片增大。 Operating SystemOperating SystemPage 372021-6-29 對某特定機(jī)器，其地址結(jié)構(gòu)是一定的。若給定一個邏對某特定機(jī)器，其地址結(jié)構(gòu)是一定的。若給定一個邏 輯地址空間中的地

31、址為輯地址空間中的地址為A，頁面的大小為，頁面的大小為L，則頁號，則頁號P和頁和頁 內(nèi)地址內(nèi)地址d可按下式求得：可按下式求得： 例如：其系統(tǒng)的頁面大小為例如：其系統(tǒng)的頁面大小為1KB，設(shè)，設(shè)A=2170B，則由，則由 下式可以求得下式可以求得P= ，d= 。 2. 地址結(jié)構(gòu)地址結(jié)構(gòu) 分頁地址中的地址結(jié)構(gòu)如下：分頁地址中的地址結(jié)構(gòu)如下： 頁號頁號P位移量位移量W 31 12110 頁內(nèi)地址頁內(nèi)地址 212=4*210 4KB 220=210*210 1M MODLAd L A INTP 2122 2048 122 Operating SystemOperating SystemPage 3820

32、21-6-29 q例：系統(tǒng)頁面大小為例：系統(tǒng)頁面大小為1KB，邏輯地址為，邏輯地址為2170， 求頁號與頁內(nèi)偏移量求頁號與頁內(nèi)偏移量 v頁號頁號 P=INT2170/1024=2 v頁內(nèi)偏移量頁內(nèi)偏移量d=2170 mod 1024 =122 第第0頁頁 01023 第第1頁頁 10242047 第第2頁頁 20483071 v表示為表示為(2,122) Operating SystemOperating SystemPage 392021-6-29 q頁表頁表 v分頁系統(tǒng)中，分頁系統(tǒng)中， 將進(jìn)程的每將進(jìn)程的每 一頁一頁離散地離散地 存儲在內(nèi)存存儲在內(nèi)存 的任一物理的任一物理 塊中，為每塊中，

33、為每 個進(jìn)程建立個進(jìn)程建立 一張一張頁面映頁面映 像表像表，簡稱，簡稱 頁表頁表 用用戶戶程程序序 0 頁頁 1 頁頁 2 頁頁 3 頁頁 4 頁頁 5 頁頁 - n 頁頁 頁頁表表 頁頁號號 塊塊號號 02 13 26 38 49 5 - - 內(nèi)內(nèi)存存 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 v作用：實(shí)現(xiàn)作用：實(shí)現(xiàn)頁號到物理塊號的映射頁號到物理塊號的映射 Operating SystemOperating SystemPage 402021-6-29 q頁表頁表 v列列出了用戶程序的邏輯地址與其在主存中的物出了用戶程序的邏輯地址與其在主存中的物 理地址間的對應(yīng)關(guān)系。理地址間的對應(yīng)關(guān)系。

34、 v一個頁表中包含若干個表目，表目的一個頁表中包含若干個表目，表目的自然序號自然序號 對應(yīng)于用戶程序中的對應(yīng)于用戶程序中的頁號頁號，表目中的，表目中的塊號塊號是該是該 頁對應(yīng)的頁對應(yīng)的物理塊號物理塊號。 v頁表的每一個表目除了包含頁表的每一個表目除了包含指向頁框的指針指向頁框的指針外，外， 還包括一個還包括一個存取控制字段存取控制字段。 v表目也稱為表目也稱為頁描述子頁描述子。 Operating SystemOperating SystemPage 412021-6-29 進(jìn)程進(jìn)程A頁表頁表 00 頁號頁號 塊號塊號 11 24 35 48 59 程序程序A 00 程序程序A 11 程序程序

35、B 02 程序程序B 13 程序程序A 24 程序程序A 35 程序程序B 26 程序程序B 37 程序程序A 48 內(nèi)存內(nèi)存 程序程序A 59 程序程序A 0頁頁 1頁頁 2頁頁 3頁頁 4頁頁 5頁頁 n頁頁 程序程序B 0頁頁 1頁頁 2頁頁 3頁頁 4頁頁 5頁頁 m頁頁 進(jìn)程進(jìn)程B頁表頁表 02 頁號頁號 塊號塊號 13 26 37 Operating SystemOperating SystemPage 422021-6-29 q頁面與頁表頁面與頁表 q地址變換機(jī)構(gòu)地址變換機(jī)構(gòu) q兩級和多級頁表兩級和多級頁表 Operating SystemOperating SystemPage

36、 432021-6-29 q基本地址變換機(jī)構(gòu)基本地址變換機(jī)構(gòu) v實(shí)現(xiàn)從實(shí)現(xiàn)從邏輯地址邏輯地址到到物理地址物理地址的轉(zhuǎn)換，將邏輯地址中的轉(zhuǎn)換，將邏輯地址中 的的頁號頁號轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中的轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中的物理塊號物理塊號，通過，通過頁表頁表來完成來完成 v頁表的實(shí)現(xiàn)頁表的實(shí)現(xiàn) 寄存器：變換速度快、成本高，適應(yīng)小型系統(tǒng)。寄存器：變換速度快、成本高，適應(yīng)小型系統(tǒng)。 頁表駐留在內(nèi)存：速度較低、成本低，適應(yīng)大系統(tǒng)。頁表駐留在內(nèi)存：速度較低、成本低，適應(yīng)大系統(tǒng)。 v頁表大多駐留在內(nèi)存中，在系統(tǒng)中設(shè)置頁表大多駐留在內(nèi)存中，在系統(tǒng)中設(shè)置頁表寄存器頁表寄存器 PTR(Page Table Register)，在其中存放

37、頁表，在其中存放頁表 在內(nèi)存中的在內(nèi)存中的始址始址和和頁表的長度頁表的長度 v進(jìn)程未執(zhí)行時，頁表的始址和頁表長度存放在本進(jìn)進(jìn)程未執(zhí)行時，頁表的始址和頁表長度存放在本進(jìn) 程的程的PCB中，當(dāng)調(diào)度程序調(diào)度到某進(jìn)程時，才將這中，當(dāng)調(diào)度程序調(diào)度到某進(jìn)程時，才將這 兩個數(shù)據(jù)裝入頁表寄存器兩個數(shù)據(jù)裝入頁表寄存器 Operating SystemOperating SystemPage 442021-6-29 q地址結(jié)構(gòu)地址結(jié)構(gòu) 例如：例如：32位地址，位地址，011為偏移量，為偏移量，1231為頁號，最為頁號，最 大可以有大可以有1M（220）頁，每頁）頁，每頁4KB （212） 。 頁號頁號P偏移量偏移

38、量W 31 12110 Operating SystemOperating SystemPage 452021-6-29 4.3.2 地址變換機(jī)構(gòu)地址變換機(jī)構(gòu) 1. 基本的地址變換機(jī)構(gòu)基本的地址變換機(jī)構(gòu) 每個進(jìn)程對應(yīng)一頁表，其信息（如長度、始址）放在每個進(jìn)程對應(yīng)一頁表，其信息（如長度、始址）放在 PCB中，執(zhí)行時將其首地址裝入中，執(zhí)行時將其首地址裝入頁表寄存器頁表寄存器。 當(dāng)進(jìn)程要訪問某個進(jìn)程邏輯地址中的數(shù)據(jù)時，分為當(dāng)進(jìn)程要訪問某個進(jìn)程邏輯地址中的數(shù)據(jù)時，分為頁號頁號 和和頁內(nèi)地址頁內(nèi)地址兩部分；兩部分； 如果頁號大于或等于頁表長度，則表示本次所訪問的地如果頁號大于或等于頁表長度，則表示本次所

39、訪問的地 址已經(jīng)超越進(jìn)程的地址空間。址已經(jīng)超越進(jìn)程的地址空間。 Operating SystemOperating SystemPage 462021-6-29 頁表寄存器頁表寄存器 頁表始址頁表始址頁表長度頁表長度頁號頁號(3)頁頁內(nèi) 地 址 邏輯地址L邏輯地址L 越界中斷越界中斷 1 塊號塊號 b 頁表頁表 頁號頁號 0 1 2 物理地址物理地址 3 Operating SystemOperating SystemPage 472021-6-29 2. 具有快表的地址變換機(jī)構(gòu)具有快表的地址變換機(jī)構(gòu) 由于頁表是存放在內(nèi)存中的，這使由于頁表是存放在內(nèi)存中的，這使CPU每次要存取一個每次要存取一

40、個 數(shù)據(jù)時，都要數(shù)據(jù)時，都要兩次兩次訪問內(nèi)存。訪問內(nèi)存。 第一次第一次是訪問內(nèi)存中的頁表，從中找到該頁的物理塊號，是訪問內(nèi)存中的頁表，從中找到該頁的物理塊號， 將此塊號與頁內(nèi)偏移量將此塊號與頁內(nèi)偏移量W拼接以形成物理地址。拼接以形成物理地址。 第二次第二次訪問內(nèi)存時，才是從第一步所得地址中獲得所需訪問內(nèi)存時，才是從第一步所得地址中獲得所需 數(shù)據(jù)（或向此地址中寫入數(shù)據(jù)），并將此頁號與高速緩存中數(shù)據(jù)（或向此地址中寫入數(shù)據(jù)），并將此頁號與高速緩存中 的所有頁碼進(jìn)行比較。的所有頁碼進(jìn)行比較。 Operating SystemOperating SystemPage 482021-6-29 q具有快表的

41、地址變換機(jī)構(gòu)具有快表的地址變換機(jī)構(gòu) v由于頁表是存放在內(nèi)存中，因此每次由于頁表是存放在內(nèi)存中，因此每次CPU存存 取一個數(shù)據(jù)要取一個數(shù)據(jù)要兩次訪問內(nèi)存兩次訪問內(nèi)存 v為提高地址變換速度，在地址變換機(jī)構(gòu)中增為提高地址變換速度，在地址變換機(jī)構(gòu)中增 設(shè)一個具有設(shè)一個具有并行查詢能力并行查詢能力的高速緩沖寄存器，的高速緩沖寄存器， 又稱為又稱為“聯(lián)想寄存器聯(lián)想寄存器”（Associative Memory）或）或“快表快表”，用以存放當(dāng)前訪問，用以存放當(dāng)前訪問 的那些頁表項(xiàng)的那些頁表項(xiàng) v快表通常可存放快表通?？纱娣?6-512個表項(xiàng)，如果設(shè)計得個表項(xiàng)，如果設(shè)計得 當(dāng)，命中率可達(dá)當(dāng)，命中率可達(dá)90以上

42、以上 Operating SystemOperating SystemPage 492021-6-29 頁表寄存器頁表寄存器 頁表始址頁表始址頁表長度頁表長度頁號頁號頁頁內(nèi)地址內(nèi)地址 邏輯地址邏輯地址L L 越界中斷越界中斷 塊號塊號 b 頁表頁表 頁號頁號頁號頁號 輸輸 入入 寄寄 存存 器器 塊號塊號 b b 快表快表 d 物理地址物理地址 具有快表的地址變換機(jī)構(gòu)具有快表的地址變換機(jī)構(gòu) Operating SystemOperating SystemPage 502021-6-29 q頁面與頁表頁面與頁表 q地址變換機(jī)構(gòu)地址變換機(jī)構(gòu) q兩級和多級頁表兩級和多級頁表 Operating Sy

43、stemOperating SystemPage 512021-6-29 q兩級和多級頁表兩級和多級頁表 v現(xiàn)代的大多數(shù)計算機(jī)系統(tǒng)，都支持非常大的邏輯現(xiàn)代的大多數(shù)計算機(jī)系統(tǒng)，都支持非常大的邏輯 地址空間地址空間(232264)。在這樣的環(huán)境下，頁表就變。在這樣的環(huán)境下，頁表就變 得非常大，要占用相當(dāng)大的內(nèi)存空間得非常大，要占用相當(dāng)大的內(nèi)存空間 v例如，對于一個具有例如，對于一個具有32位邏輯地址空間的分頁系位邏輯地址空間的分頁系 統(tǒng)，若規(guī)定頁面大小為統(tǒng)，若規(guī)定頁面大小為4 KB即即212 B，則在每個進(jìn)，則在每個進(jìn) 程頁表中的頁表項(xiàng)可達(dá)程頁表中的頁表項(xiàng)可達(dá)1M(220)個之多。若每個表個之多。

44、若每個表 項(xiàng)占用項(xiàng)占用4個字節(jié)個字節(jié)(32bit)， 故每個進(jìn)程僅僅其頁表故每個進(jìn)程僅僅其頁表 就要占用就要占用4 MB的內(nèi)存空間，而且還的內(nèi)存空間，而且還要求要求是是連續(xù)連續(xù)的的 頁號頁號P偏移量偏移量W 31 12110 232/212=220 32 / 8 = 44*1M=4M Operating SystemOperating SystemPage 522021-6-29 v可以采用這樣兩個方法來解決這一問題可以采用這樣兩個方法來解決這一問題 采用采用離散分配方式離散分配方式來解決難以找到一塊連來解決難以找到一塊連 續(xù)的大內(nèi)存空間的問題續(xù)的大內(nèi)存空間的問題 只將當(dāng)前需要的只將當(dāng)前需要的

45、部分頁表項(xiàng)調(diào)入內(nèi)存部分頁表項(xiàng)調(diào)入內(nèi)存， 其其 余的頁表項(xiàng)仍駐留在磁盤上，需要時再調(diào)余的頁表項(xiàng)仍駐留在磁盤上，需要時再調(diào) 入入 Operating SystemOperating SystemPage 532021-6-29 q兩級頁表兩級頁表(Two-Level Page Table) v可利用可利用將頁表分頁將頁表分頁，并離散地將各個頁面分別，并離散地將各個頁面分別 存放在不同的物理塊中，同樣要為離散分配的存放在不同的物理塊中，同樣要為離散分配的 頁表再建立一張頁表，稱為頁表再建立一張頁表，稱為外層頁表外層頁表（Outer Page Table），每個頁表項(xiàng)中記錄了頁表頁，每個頁表項(xiàng)中記錄了

46、頁表頁 面的物理塊號面的物理塊號 210=1024210=1024212=4KB 210=1024=1K210=1024=1K212=4*1024=4K Operating SystemOperating SystemPage 542021-6-29 1011 1078 0 1 2 1742n 第第0頁頁表頁頁表 1 4 6 0 1 2 1023 第第1頁頁表頁頁表 114 115 0 1 1023 外部頁表外部頁表 0 1 2 3 4 5 6 7 114 115 1468 第第n頁頁表頁頁表 1468 0 1 2 1023 內(nèi)存空間內(nèi)存空間 兩級頁表結(jié)構(gòu)兩級頁表結(jié)構(gòu) 每個物理塊為每個物理塊為

47、4KB， 恰好放一個恰好放一個1頁頁表頁頁表 （1024個項(xiàng)，個項(xiàng)，每項(xiàng)每項(xiàng) 4BYTE），共需），共需 1024個這樣的塊個這樣的塊 Operating SystemOperating SystemPage 552021-6-29 具有兩級頁表的地址變換機(jī)構(gòu)具有兩級頁表的地址變換機(jī)構(gòu) 外部頁號外部頁號 P1P2 外部頁內(nèi)地址外部頁內(nèi)地址頁內(nèi)地址頁內(nèi)地址 d邏輯地址邏輯地址 +外部頁表寄存器外部頁表寄存器 外部頁表外部頁表 +db 頁表頁表頁表頁表 物理地址物理地址 Operating SystemOperating SystemPage 562021-6-29 q多級頁表多級頁表 v對于對于

48、32位的機(jī)器，采用兩級頁表結(jié)構(gòu)是合適位的機(jī)器，采用兩級頁表結(jié)構(gòu)是合適 的；但對于的；但對于64位的機(jī)器，如果頁面大小仍采位的機(jī)器，如果頁面大小仍采 用用4 KB即即212 B，那么還剩下，那么還剩下52位，位， 假定仍假定仍 按物理塊的大小按物理塊的大小(212位位)來劃分頁表，則將來劃分頁表，則將余余 下的下的42位位用于外層頁號。此時在外層頁表中用于外層頁號。此時在外層頁表中 可能有可能有4096 G個頁表項(xiàng)，要占用個頁表項(xiàng)，要占用16384 GB 的連續(xù)內(nèi)存空間。的連續(xù)內(nèi)存空間。 必須采用多級頁表，必須采用多級頁表，將外將外 層頁表再進(jìn)行分頁層頁表再進(jìn)行分頁，也是將各分頁離散地裝，也是將

49、各分頁離散地裝 入到不相鄰接的物理塊中，再利用第入到不相鄰接的物理塊中，再利用第2級的級的 外層頁表來映射它們之間的關(guān)系外層頁表來映射它們之間的關(guān)系 Operating SystemOperating SystemPage 572021-6-29 q具有具有64位地址的分頁存儲管理位地址的分頁存儲管理 242=4096G210=1024212=4KB 64 v對于對于64位的計算機(jī)，如果要求它能支持位的計算機(jī)，如果要求它能支持 264(=1844744 TB)規(guī)模的物理存儲空間，則即規(guī)模的物理存儲空間，則即 使是采用三級頁表結(jié)構(gòu)也是難以辦到的；而在當(dāng)使是采用三級頁表結(jié)構(gòu)也是難以辦到的；而在當(dāng)

50、前的實(shí)際應(yīng)用中也無此必要前的實(shí)際應(yīng)用中也無此必要 Operating SystemOperating SystemPage 582021-6-29 q 某虛擬存儲器的用戶編程空間共某虛擬存儲器的用戶編程空間共3232個頁面，個頁面， 每頁為每頁為1KB1KB，內(nèi)存為，內(nèi)存為16KB16KB。假定某時刻一用戶。假定某時刻一用戶 頁表中已調(diào)入內(nèi)存的頁面對應(yīng)的物理塊號如頁表中已調(diào)入內(nèi)存的頁面對應(yīng)的物理塊號如 下表：下表： 頁號頁號物理塊號物理塊號 0 05 5 1 11010 2 24 4 3 37 7 則邏輯地址則邏輯地址0A5C0A5C（H H）所對應(yīng)的物理地址為：）所對應(yīng)的物理地址為：_ q

51、0A5C0A5C0000,100000,1010,0101,110010,0101,1100 q 頁號為頁號為2 2， q 對應(yīng)塊號為對應(yīng)塊號為4 4，有：，有： q 物理地址：物理地址：00010001，000010,0101,110010,0101,1100 q 即：即：125C125C 頁號頁號物理塊號物理塊號 0 05 5 1 11010 2 24 4 3 37 7 Operating SystemOperating SystemPage 602021-6-29 q程序的裝入和鏈接程序的裝入和鏈接 q連續(xù)分配方式連續(xù)分配方式 q基本分頁存儲管理基本分頁存儲管理 q基本分段存儲管理基本分

52、段存儲管理 q虛擬存儲器的基本概念虛擬存儲器的基本概念 q請求分頁存儲管理方式請求分頁存儲管理方式 q頁面置換算法頁面置換算法 q請求分段存儲管理方式請求分段存儲管理方式 Operating SystemOperating SystemPage 612021-6-29 q分段存儲管理方式的引入分段存儲管理方式的引入 q分段系統(tǒng)的基本原理分段系統(tǒng)的基本原理 q信息共享信息共享 q段頁式存儲管理方式段頁式存儲管理方式 Operating SystemOperating SystemPage 622021-6-29 . . . 0 S 工作區(qū)段工作區(qū)段B 主程序段主程序段M . . . . . .

53、0 E P 子程序段子程序段X 0 K . . . CALL X E . . . . . . . . . CALL Y F CALL A 116 0 116 N 數(shù)組數(shù)組A 12345 . . . . . . . . . 0 F L 子程序段子程序段Y 不便于信息不便于信息 共享、保護(hù)、共享、保護(hù)、 動態(tài)增長和動態(tài)增長和 鏈接鏈接 Operating SystemOperating SystemPage 632021-6-29 q分頁分頁存儲管理的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率存儲管理的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率 q分段分段存儲管理的主要目的是為了存儲管理的主要目的是為了滿足用戶在編程和使?jié)M足

54、用戶在編程和使 用上的要求用上的要求 q分段管理的主要目的分段管理的主要目的 v方便編程方便編程 用戶作業(yè)通常按邏輯關(guān)系分若干個段用戶作業(yè)通常按邏輯關(guān)系分若干個段 v信息共享信息共享 程序與數(shù)據(jù)的共享是以信息的邏輯單位為基礎(chǔ)程序與數(shù)據(jù)的共享是以信息的邏輯單位為基礎(chǔ) v信息保護(hù)信息保護(hù) v動態(tài)增長動態(tài)增長 v動態(tài)鏈接動態(tài)鏈接 Operating SystemOperating SystemPage 642021-6-29 q分段存儲管理方式的引入分段存儲管理方式的引入 q分段系統(tǒng)的基本原理分段系統(tǒng)的基本原理 q信息共享信息共享 q段頁式存儲管理方式段頁式存儲管理方式 Operating Syst

55、emOperating SystemPage 652021-6-29 1.分段分段 v分段存儲管理方式中，作業(yè)的地址空間被分分段存儲管理方式中，作業(yè)的地址空間被分 成若干個成若干個段段(segment)，每個段定義了一組，每個段定義了一組 邏輯信息邏輯信息 v分段地址中的地址具有如下結(jié)構(gòu)分段地址中的地址具有如下結(jié)構(gòu) v分段方式已得到許多編譯程序的支持分段方式已得到許多編譯程序的支持 段號段號段內(nèi)地址段內(nèi)地址 31 16 15 0 216=26*210=64K216=26*210=64K Operating SystemOperating SystemPage 662021-6-29 2. 段表

56、段表 v在分段式存儲管理系統(tǒng)中，為每個分段分配在分段式存儲管理系統(tǒng)中，為每個分段分配 一個一個連續(xù)連續(xù)的分區(qū)，而進(jìn)程中的的分區(qū)，而進(jìn)程中的各個段各個段可以可以離離 散散地移入內(nèi)存中的不同的分區(qū)中地移入內(nèi)存中的不同的分區(qū)中 v系統(tǒng)為每個進(jìn)程建立一張系統(tǒng)為每個進(jìn)程建立一張段映射表段映射表，簡稱為，簡稱為 “段表段表” v每個段在段表中占一個表項(xiàng)，其中記錄了該每個段在段表中占一個表項(xiàng)，其中記錄了該 段在內(nèi)存中的段在內(nèi)存中的起始地址起始地址（又稱為（又稱為“基址基址”） 和和段的長度段的長度 Operating SystemOperating SystemPage 672021-6-29 q段表段表

57、它記錄了段號，段的首（地）址和長度之它記錄了段號，段的首（地）址和長度之 間的關(guān)系間的關(guān)系 每一個程序設(shè)置一個段表，放在內(nèi)存每一個程序設(shè)置一個段表，放在內(nèi)存, ,屬屬 于進(jìn)程的現(xiàn)場信息于進(jìn)程的現(xiàn)場信息 段號段號 0 1 2 段首址段首址段長度段長度 58K20K 100K110K 260K140K Operating SystemOperating SystemPage 682021-6-29 作業(yè)空間作業(yè)空間 (MAIN)0 0 30K (X)1 0 20K (D)2 0 15K (S)3 0 10K (MAIN)0 30K (X)1 20K (D)2 15K (S)3 10K 0 40K

58、80K 120K 150K 內(nèi)存空間內(nèi)存空間 30K 20K 15K 10K 40K 80K 120K 150K 段長段長 基址基址段號段號 段表段表 0 1 2 3 利用段表實(shí)現(xiàn)地址映射利用段表實(shí)現(xiàn)地址映射 Operating SystemOperating SystemPage 692021-6-29 3.3.硬件支持硬件支持 v系統(tǒng)設(shè)置一對寄存器系統(tǒng)設(shè)置一對寄存器 v段表始址寄存器段表始址寄存器 用于保存正在運(yùn)行進(jìn)程的段表的始址用于保存正在運(yùn)行進(jìn)程的段表的始址 v段表長度寄存器段表長度寄存器 用于保存正在運(yùn)行進(jìn)程的段表的長度用于保存正在運(yùn)行進(jìn)程的段表的長度 Operating Syste

59、mOperating SystemPage 702021-6-29 控制寄存器控制寄存器 段表始址段表始址段表長度段表長度2100 段號段號S 越界越界 1 K 段長段長 600 段號段號 0 1 2 3 6 K 4 K 500 200 8 K 9200 基址基址 位移量位移量W 8292 8K 8292 8692 主存主存 物理地址物理地址 邏輯地址邏輯地址 分段系統(tǒng)的地址變換過程分段系統(tǒng)的地址變換過程 段表始址寄存器段表始址寄存器段表長度寄存器段表長度寄存器邏輯地址邏輯地址 Cl Cb + 段號段號S S 段內(nèi)地址段內(nèi)地址d 比較比較 比較比較 b + d 段段表表 S= Cl 快表快表

60、物理地址物理地址 lb . Sl b 地址越界地址越界 d=l d=l 地址越界地址越界 地址越界地址越界 比較比較 S Operating SystemOperating SystemPage 722021-6-29 4. 分頁和分段的主要區(qū)別分頁和分段的主要區(qū)別 (1) ，分頁是為實(shí)現(xiàn)離散，分頁是為實(shí)現(xiàn)離散 分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存的利分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存的利 用率?；蛘哒f，分頁僅僅是由于系統(tǒng)管理的需要用率。或者說，分頁僅僅是由于系統(tǒng)管理的需要 而不是用戶的需要。而不是用戶的需要。，它，它 含有一組其意義相對完整的信息。含有一組其意義相對完整的信息。 分段的