第四章存储器管理

4.1程序的装入和链接

1、创建进程的第一件事：将程序和数据装入内存。

2、程序的装入和链接

1）编译

2）链接

3）装入

3、地址的概念

1）逻辑地址（相对地址，虚地址）

2）物理地址（绝对地址，实地址）

4、程序装入中的地址处理

逻辑地址  ======   物理地址：

1）绝对装入方式

逻辑地址 ->重定位->物理地址：

2)静态可重定位装入方式

3)动态运行时（重定位）装入方式

5、不同的程序链接装入方式（使用内存的时机）

根据链接时间的不同，分成三种：

①静态链接：装入运行前将多个目标模块及所需库函数链接成一个整体，以后不再拆开。

②装入时动态链接:装入内存时，边装入边链接的链接方式。

③运行时动态链接：对某些目标模块的链接，在执行中需要该目标模块时，才对它进行链接。

4.2连续分配存储管理方式

1、连续分配方式

（1）单一连续分配

（2）固定分区分配

        具体实现：

        1）如何划分分区大小

        2）需要的数据结构

        3）分配回收操作

（3）动态分区分配

优点：并发进程数没有固定数的限制，不产生内碎片。

缺点：有外碎片

具体实现:

1）分区分配中的数据结构

2）分区分配算法

①首次适应算法FF

优点：优先利用内存低址部分，保留了高地址部分的大空闲区；

缺点：但低址部分不断划分，会产生较多小碎片；而且每次查找从低址部分开始，会逐渐增加查找开销。

②循环首次适应算法

优点：空闲分区分布均匀，减少查找开销

缺点：缺乏大的空闲分区

③最佳适应算法

缺点：每次找到最合适大小的分区割下的空闲区也总是最小，会产生许多难以利用的小空闲区

④最差适应算法

基本不留下小空闲分区，但会出现缺乏较大的空闲分区的情况。

⑤快速适应算法

能快速找到合适分区，但链表信息会很多；实际上是空间换时间。

3）分区分配操作

（4）动态重定位分区分配

动态重定位分区分配算法与动态分区分配算法基本相同，差别在于增加了紧凑的功能。

（5）内存空间管理之对换

对换空间的管理

4.3-4.4存储管理的离散分配方式

（一）基本分页存储管理

1、分页的目的是更细粒度的处理空间，减少粗放管理的浪费或开销问题。

2、物理划分块的大小=逻辑划分的页的大小

3、页表：为了找到被离散分配到内存中的作业，记录每个作业各页映射到哪个物理块，形成的页面映射表

4、每个作业有自己的页表

5、离散分配过程：

•找空   •放入   •记录

6、连续方式下，每条指令用基地址+偏移量即可找到其物理存放的地址。

7、一作业所有指令在用户地址空间是顺序编址

8、地址变换机构实现地址映射

分页式系统中的地址变换机构

9、设一次查找访问快表时间为t' ，则

 EAT= a*t' + (1-a)(t'+t)  + t = 2t +t' -t*a

10、

具有快表的分页系统的地址变换机构 

11、进程分页离散存放，但页表的数据是连续在存放内存的。

12、两级页表：为离散分配的页表再建立一张页表，称为“外层页表”，其每个表项记录了页表页面所在的物理块号。

13、

具有两级页表的地址变换机构

14、反置页表：站在物理块的角度，记录占用它的已调入内存的进程标识和页号。系统中只需一张该表即可。

（二）基本分段存储管理

1、分段存储管理：作业分成若干段，各段可离散放入内存，段内仍连续存放。

2、基本原理：程序通过分段划分为多个模块，每个段定义一组逻辑信息。

3、地址结构：段号+段内地址

4、段表：记录每段实际存放的物理地址

5、

分段系统地址变换机构

6、分页和分段的主要区别（重点）

1）需求：分页是出于系统管理的需要，是一种信息的物理划分单位，分段是出于用户应用的需要，是一种逻辑单位，通常包含一组意义相对完整的信息。

一条指令或一个操作数可能会跨越两个页的分界处，而不会跨越两个段的分界处。

2）大小：页大小是系统固定的，而段大小则通常不固定。分段没有内碎片，但连续存放段产生外碎片，可以通过内存紧缩来消除。相对而言分页空间利用率高。

3）逻辑地址：

分页是一维的，各个模块在链接时必须组织成同一个地址空间；

分段是二维的，各个模块在链接时可以每个段组织成一个地址空间。

4）其他：通常段比页大，因而段表比页表短，可以缩短查找时间，提高访问速度。分段模式下，还可针对不同类型采取不同的保护；按段为单位来进行共享

（三）段页式存储管理

1、基本原理

1）将用户程序分成若干段，并为每个段赋予一个段名。

2）把每个段分成若干页

3）地址结构包括段号、段内页号和页内地址三部分

2、

段页式系统的地址变换机构