操作系统段式存储管理与虚存

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1、15.2.2段式管理页式管理缺点：对用户而言不自然012345程序段数据段012主程序SIN012主程序SIN(共子程序)作业1作业22整个作业的地址空间是二维的,如下图:Y:0500……C:0200……D:0300……CallLoadstore01k……分段MAIN(主程序)分段X(子程序)分段A(数据)分段B(工作区)段式管理的特点：按作业的自然段将其逻辑空间分成若干段，作业以段为单位分配内存。3一、空间安排用户作业逻辑空间由若干自然段组成。逻辑地址：段号与段内偏移，记做S，d。编译及装配时把所有地址记成(S,d)的形式。物理内存空间管理：与多道可

2、变划分区法一样，系统以段为单位分配物理内存。主程序子程序1子程序2栈数据4主程序子程序1子程序2栈数据逻辑空间子程序2主程序栈数据OS子程序1物理空间5二、动态地址转换保护码段长本段内存始地址段表：由如下格式的段表项组成，作业每段由一个段表项表示。段表放于系统空间，进程PCB表中存有段表始地址、段表长度。段表始地址寄存器、段表长度寄存器。6段号保护码段长段内存始址............保护码段长段内存始址.........Sd段表始址段表长度≥++PA越界地址转换过程LA段表78三、共享主程序SIN数据主程序子程序1SIN子程序2SINJ1J2段表主存两个作

3、业共享SIN段的示例9A段SQRTSQRTB段SQRTJ1J2段表主存两个作业共享SQRT段的示例A段B段逻辑段空间（1）SQRT（A，Y）（2）IFX<0THENGOTOL（3）…（4）…（5）L：”报告出错”（6）…注意：若共享的段引用自身的某个地址，则各进程必须用同一段号来共享这一段。J1J2101、分配单位不同：页是信息的物理单位，为实现离散存储，提高内存利用率而引入；段是信息的逻辑单位，为满足用户要求而引入。2、大小不同：页的大小固定且由系统确定；段长不定，取决于用户程序，并在编译时划分。3、维数不同：分页的作业地址空间是一维的；分段的作业地址空间是

4、二维的。四页式管理和段式管理的比较11对于用户而言，段页式管理与段式相同，用户逻辑地址只涉及段号与段内位移。对于物理内存管理而言，它与页式系统相同。系统内的逻辑地址：段号·段内位移-->段号·页号·页内位移。记做：S,P,d。5.2.3段页式管理特点：将作业分成若干段，每段用页式管理实现内存分配。一、空间安排12作业空间的内部表示主程序子程序数据保护码长度页表始地OS段表页表主存作业段表+页表13二、动态地址转换段号页号保护码页帧号............Spd段表始址段表长度≥+越界+ffd段表页表14三、保护与共享保护与段式管理相同。共享则可以以页为单位，

5、也可以共享页表。等效访问时间：设访存时间为750ns，搜索快表的时间为50ns，命中率为95%，则95%×(750+50)+5%×(750+50+750+750）=875ns15段表主程序子程序数据作业1主程序子程序数据作业2段表页表OS主存SINSINSINSIN16总结：“放”连续存放：单道连续分配；多道连续固定分区；多道连续可变分区。不连续存放：页式存储；段式存储；段页式存储。175.3.1虚存的基本思想虚拟存储管理(虚存)：把作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统。它具有部分装入、请求调入和置换功能，它把辅存和主存一起管理，能从逻辑上对内存容量进

6、行扩充。影响虚存大小因素：有效地址长度，外存的容量，传送速度，使用频率。5.3虚拟存储管理目的：提供用户进程一个巨大的虚拟存储空间。手段：利用外存(磁盘)实现此虚空间。18实现该虚存管理的基本方法是：在页式（段式、段页式）管理的基础上，仅将进程的一部分页（段）放于主存。页（段）表项中注明该页或段是否在主存。程序执行时，如果访问的页（段）不存在主存，根据页（段）表项的指示，将其从外存调入主存，如果此时无可用的内存空间，则先淘汰若干页帧或段。19交换区（SWAP）：引入原因：执行程序文件中的初始值不能被修改；主要作用：用于存放那些可读写的进程页面。两种页类型：回写

7、swap文件页：对可读写的进程页面，初始值从执行程序文件获得，一旦修改，写回时则写到交换区，再度使用时，则从交换区中取出；零页：在执行文件中说明是初始值为0的工作区；回写时也要写到交换空间中。5.3.2页式虚存管理20一、页表项结构:合法位修改位页类型保护码外存块号页帧号合法位：表示该页在内存，为1或0。修改位：表示该页被修改过，在释放或淘汰时应写回外存。页类型：零页时，表示该页在分配物理页帧时应清0页帧空间;回写swap区页，表示回写swap区；没设置类型时，正常方式处理保护码：R,W,E保护说明。外存块号：该页所在外存的块号。页帧号：当在合法位置上时，代表

8、该页所在内存的页帧号。21二、页表建立