windows操作系統(tǒng)存儲器的管理機制 - 副本.ppt

1、windows操作系統(tǒng)存儲器的管理機制,資料：朱曉科 p p t：盧毅 演示：辛一雄,目錄,一、程序的裝入和鏈接,二、儲存器的分配方式,三、儲存器的管理方式,程序的裝入和鏈接,一個用戶的源代碼變?yōu)橐粋€可執(zhí)行的程序需要經(jīng)過三步：首先，由編譯程序?qū)⒃创a編譯成若干個目標模塊；其次，由鏈接程序?qū)⑦@些目標模塊以及庫函數(shù)鏈接成一個完整的裝入模塊；最后，由裝入程序?qū)⒀b入模塊裝入內(nèi)存。 程序的裝入分絕對裝入方式和可重定位裝入方式兩種；絕對裝入是指在裝入內(nèi)存之前已經(jīng)知道程序的首地址了，裝入時只要從該首地址不斷向后擴展就行；而可重定位裝入是指在裝入內(nèi)存之前根本不知道程序會從哪里開始裝入，知道的只有每條語句相對于

2、首地址的位移量，首地址是在裝入時確定的，確定之后再根據(jù)相對于首地址的位移量得出每條語句的地址。 程序的鏈接可分為：靜態(tài)鏈接，即程序裝入之前，已將各目標模塊及它們所需的函數(shù)庫連接成一個完整的裝配模塊；裝入時動態(tài)鏈接，即程序裝入時，將各目標模塊及它們所需的函數(shù)庫連接成一個完整的裝配模塊，即邊裝入變鏈接；運行時動態(tài)鏈接，即主程序裝入后，在運行之時，需要哪個模塊再進行對該模塊的鏈接；,Home,儲存器的分配方式,1、單一連續(xù)分配 2、固定分區(qū)分配 3、動態(tài)分區(qū)分配 4、伙伴關(guān)系 5、哈希算法 6、可重定位分區(qū)分配 7、對換,Home,1、單一連續(xù)分配,把內(nèi)存分為系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)兩部分，系統(tǒng)區(qū)僅提供給OS

3、使用，用戶區(qū)提供給用戶使用，即分配時將整個用戶區(qū)分配給用戶使用；這種方式只用于單用戶、單任務(wù)的操作系統(tǒng)。,back,2、固定分區(qū)分配,把內(nèi)存的用戶空間劃分為若干個固定大小的分區(qū)，并為之建立一張分區(qū)使用表，當(dāng)一用戶程序要裝入時，由內(nèi)存分配程序檢索該表，從中找出一個能滿足要求的、尚未分配的分區(qū)，將其分配之。,back,3、動態(tài)分區(qū)分配,根據(jù)進程的是以需要，動態(tài)的為之分配內(nèi)存空間，大小剛適，因而不會浪費存儲空間。分區(qū)分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括空閑分區(qū)表（利用一張表記錄著每個空閑分區(qū)的分區(qū)序號、分區(qū)始址、分區(qū)大小）和空閑分區(qū)鏈（使用指針將各個空閑分區(qū)連成一條鏈表）兩種。分區(qū)分配算法包括首次適應(yīng)算法（從頭開始

4、檢測出第一個大小合適的分區(qū)分配之）、循環(huán)首次適應(yīng)算法（從上一次分配位置開始檢測出第一個大小合適的分區(qū)分配之）、最佳適應(yīng)算法（空閑分區(qū)鏈表為從小到大排序，從頭檢測出不小于申請分區(qū)大小的分區(qū)，割下申請分區(qū)大小分配之，剩余的插回鏈表中，容易產(chǎn)生碎片哦）。,back,4、伙伴系統(tǒng),伙伴系統(tǒng)方式是對固定分區(qū)和動態(tài)分區(qū)兩種內(nèi)存方式的一種折中方案。在伙伴系統(tǒng)中，其分配和回收的時間性能取決于查找空閑分區(qū)的位置和分割，合并空閑分區(qū)所花費的時間。,back,5、哈希關(guān)系,哈希算法就是利用哈希快速查找的優(yōu)點，以及空閑分區(qū)在殼利用空間表中的分布規(guī)律，建立哈希函數(shù)，構(gòu)造一張以空閑分區(qū)大小為關(guān)鍵字的哈希表，該表的每一個表

5、項記錄了一個對應(yīng)的空閑分區(qū)鏈表表頭指針；,back,6、可重定位分區(qū)分配,由于動態(tài)分配會造成許多不能使用的小的空閑區(qū)，稱為“零頭”或“碎片”，這時，可以將多個分散在內(nèi)存中的作業(yè)的地址重定位，將它們“拼接”或“緊湊”起來，這樣，那些“零頭”或“碎片”也就會連接成更大的連續(xù)存儲空間以便分配之?？芍囟ㄎ环謪^(qū)分配與動態(tài)分區(qū)分配基本相同，僅僅是前者增加了緊湊功能。,back,7、對換,對換技術(shù)：把內(nèi)存中暫時不能運行的進程或暫時不用的程序和數(shù)據(jù)，調(diào)出到外存上，以便騰出更多的內(nèi)存空間；,back,三、儲存器的管理方式,1、分頁管理方式,2、請求分頁管理方式,3、分段管理方式,4、請求分段管理方式,5、分頁與

6、分段的主要區(qū)別,6、段頁式管理方式,Home,1、分頁管理方式,頁面與頁表：將一個進程的邏輯地址空間分成若干個大小相等的片，稱為頁面；系統(tǒng)又為每個進程建立一張頁面映射表，簡稱頁表。,地址變換機構(gòu)： 基本的：通過邏輯地址的頁號與頁表寄存器的頁表始地址相加，得出該頁號在頁表中的頁表項地址，從該頁表項得出與該頁號相對應(yīng)的物理塊號首地址，然后讓物理塊號首地址與邏輯地址的頁內(nèi)地址相加即可得出物理地址。,（4）頁面置換策略 在請求分頁系統(tǒng)中的外存分為兩部分：用于存放文件的文件區(qū)和用于存放對換頁的對換區(qū)，通常由于對換區(qū)常使用連續(xù)分配方式，而文件區(qū)采用離散分配方式，所以對換區(qū)的磁盤I/O速度比文件區(qū)的高。 *

7、系統(tǒng)有足夠?qū)Q區(qū)空間，可以全部從對換區(qū)調(diào)入所需頁面； *系統(tǒng)沒有足夠?qū)Q區(qū)空間，不會被修改的頁面，從文件區(qū)調(diào)入，會被修改的，從對換區(qū)調(diào)入； *UNIX方式，未運行過的頁面，從文件區(qū)調(diào)入，曾經(jīng)運行過的，從對換區(qū)調(diào)入。,（5）頁面置換算法 *最佳置換算法（Optimal）：所選擇的被淘汰頁面，將是以后永不使用或最長時間不被訪問的頁面； *先進先出置換算法（FIFO）：先進的頁面先被置換； *最近最久未使用置換算法（LRU）：每個頁面增加一個訪問字段，記錄該頁面有多久沒被訪問過了，最近最久未使用的頁面先被置換； *Clock置換算法：每個頁面增加兩個訪問字段A和M，A記錄最近是否被訪問（0表示未被訪問），M記錄是否被修改（0表示未被修改）；