第4章 存储管理.ppt

第4章存储管理
重要内容
存储器
连续存储空间管理
分页存储管理
分段存储管理
虚拟存储管理
Intel x86分段和分页存储结构
Linux虚拟存储管理
Windows 2003虚拟存储管理
1
存储管理的功能
分配和去配
请求和释放主存空间
抽象和映射
抽象成一维数组或二维地址空间
地址转换
隔离和共享
隔离实现存储保护功能
超越隔离机制,提高主存利用率
存储扩充
虚拟,允许进程虚拟地址空间大于主存空间
2
存储器
存储器的层次
地址转换与存储保护
3
存储器的层次
寄存器
高速缓存
主存储器
磁盘缓存
固定磁盘
可移动存储介质
4
地址转换与存储保护(1)
链接
动态重定位
静态重定位
…
源程序模块1
源程序模块2
源程序模块n
…
目标代码1
目标代码2
目标代码n
可重定位目标代码(装载代码)(辅存)
编译
装入
执行
程序名字
空间
逻辑地址
空间
物理地址
空间
可执行二进代码(主存)
库代码
可执行二进代码(主存)
程序的编译、链接、装入和执行
5
地址转换与存储保护(2)
逻辑地址(虚地址):CPU所生成的地址
物理地址(实地址):内存单元所看到的地址
逻辑地址空间:由程序所生成的所有逻辑地址的集合
物理地址空间:由逻辑地址所对应的所有物理地址的集合
地址转换或重定位:把逻辑地址转换为物理地址
6
静态重定位
地址转换工作在进程执行前一次完成;
无须硬件支持,易于实现,但不允许程序在执行过程中移动位置。
早期单用户单任务系统
动态重定位
地址转换推迟到最后的可能时刻,即进程执行时才完成;
允许程序在主存中移动、便于主存共享、主存利用率高。
地址转换与存储保护(3)
7
例:使用重定位寄存器的动态重定位
8
存储保护
问题:保护操作系统不受用户进程所影响,保护用户进程不受其他用户进程所影响
方法
存储键保护
系统将主存划分成大小相等的若干存储块,并给每个存储块都分配一个单独的保护键(锁);在程序状态字PSW中设置有保护键字段,对不同的作业赋予不同的代码(钥匙);钥匙和锁相配才允许访问
界限寄存器(下页图)
上、下界防护:硬件为分给用户作业的连续的主存空间设置一对上、下界,分别指向该存储空间的上、下界
基址、限长防护:基址寄存器存放当前正执行者的程序地址空间所占分区的始址,限长寄存器存放该地址空间的长度
地址转换与存储保护(4)
9
下限寄存器
2000
上限寄存器
3500
基址寄存器
2000
限长寄存器
1500
进程id
下限+上限寄存器
基址+限长寄存器
1
1000+1999
1000+999
2
2000+3500
2000+1500
3
4000+5000
4000+1000
内存映像
……
进程1
进程2
进程3
……
1000
1999
2000
3500
4000
5000
正运行的进程是进程2
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