昆明理工大學(xué) 付湘瓊《操作系統(tǒng)》第四章 存儲(chǔ)器管理ppt課件

1、 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) 第四章 存儲(chǔ)器管理存儲(chǔ)管理4.1 存儲(chǔ)器管理的假設(shè)干概念 存儲(chǔ)器 地址變換 虛擬存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)管理一存儲(chǔ)器1存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器主存 內(nèi)部存儲(chǔ)器，磁芯存 儲(chǔ)器輔存 外存磁盤(pán)、磁鼓、 磁帶、 軟盤(pán)存儲(chǔ)管理 主存 系統(tǒng)區(qū) OS規(guī)范子程序 用戶(hù)區(qū) 用戶(hù)程序、數(shù)據(jù)2主存儲(chǔ)器的物理組織，多級(jí)存儲(chǔ)器高速緩存 主存外存存儲(chǔ)管理 3存儲(chǔ)器管理的功能： (1) 主存空間分配和維護(hù)：主存儲(chǔ)器中允許同時(shí)包容各種軟件和多個(gè)用戶(hù)程序時(shí)，必需處理主存空間如何分配以及各存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的信息如何維護(hù)等問(wèn)題。對(duì)不同的存儲(chǔ)管理方式，采用的主存空間分配戰(zhàn)略是不同的。為了維護(hù)區(qū)域內(nèi)信息不被破壞，必需實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)維護(hù)。存儲(chǔ)維護(hù)的任務(wù)必

2、需由硬件和軟件配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (2)主存空間的重定位 配合硬件做好地址轉(zhuǎn)換任務(wù)，把一組邏輯地址空間轉(zhuǎn)換成絕對(duì)地址空間，以保證處置器的正確執(zhí)行。存儲(chǔ)管理 (3) 主存空間的共享 在多道程序設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，同時(shí)進(jìn)入主存儲(chǔ)器執(zhí)行的作業(yè)能夠要調(diào)用同的程序。例如，調(diào)用編譯程序進(jìn)展編譯，把這個(gè)編譯程序存放在某個(gè)區(qū)域中，各作業(yè)要調(diào)用時(shí)就訪問(wèn)這個(gè)區(qū)域，因此這個(gè)區(qū)域就是共享的。同樣也可實(shí)現(xiàn)公共數(shù)據(jù)的公享。 (4) 主存空間的擴(kuò)展 提供虛擬存儲(chǔ)器，運(yùn)用戶(hù)編制程序時(shí)不用思索主存儲(chǔ)器的實(shí)踐容量，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)似乎有一個(gè)比實(shí)踐主存儲(chǔ)器容量大得多的主存空間。 存儲(chǔ)管理 二地址變換 1.存儲(chǔ)空間 地址空間一個(gè)目的程序所限定的地址

3、范圍 邏輯地址相對(duì)地址當(dāng)對(duì)源程序進(jìn)展編譯時(shí)，編譯后一個(gè)目的程序所限定的地址范圍稱(chēng)為該作業(yè)的邏輯地址空間。 物理地址絕對(duì)地址主存中一系列存儲(chǔ) 物理單元。 地址空間是邏輯地址的集合。存儲(chǔ)空間是物理地址的集合。一個(gè)是虛的概念，一個(gè)是實(shí)的物體。存儲(chǔ)管理 2.重定位 當(dāng)一個(gè)地址裝入與其地址空間不一致的存儲(chǔ)空間中，就得要地址變換。也就是說(shuō)將虛地址映射為內(nèi)存地址，把這種作法叫做地址重定位 (1) 靜態(tài)地址重定位 在裝入一個(gè)作業(yè)時(shí)，把作業(yè)中的指令地址全部轉(zhuǎn)換為絕對(duì)地址地址轉(zhuǎn)換任務(wù)是在作業(yè)執(zhí)行前集中一次完成的在作業(yè)執(zhí)行過(guò)程中就無(wú)須再進(jìn)展地址轉(zhuǎn)換任務(wù)。存儲(chǔ)管理靜態(tài)地址重定位優(yōu)點(diǎn) 它的主要優(yōu)點(diǎn)是，無(wú)需添加硬件地址變

4、換機(jī)構(gòu)，因此可在普通計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。靜態(tài)地址重定位缺陷 主要缺陷有： 要求給每個(gè)作業(yè)分配一個(gè)延續(xù)的存儲(chǔ)空間，且在作業(yè)的整個(gè)執(zhí)行期間不能再挪動(dòng)，因此也就不能實(shí)現(xiàn)重新分配主存。 用戶(hù)必需事先確定所需的存儲(chǔ)量，假設(shè)所需的存儲(chǔ)量超越可用存儲(chǔ)空間時(shí)，用戶(hù)必需思索覆蓋構(gòu)造。 用戶(hù)之間難以共享主存中的同一程序副本。存儲(chǔ)管理 2動(dòng)態(tài)地址重定位： 動(dòng)態(tài)地址重位置是在程序執(zhí)行過(guò)程中，在cpu訪問(wèn)內(nèi)存之前,將要訪問(wèn)的程序或數(shù)據(jù)地址轉(zhuǎn)換成內(nèi)存地址. 動(dòng)態(tài)重定位依托硬件地址變換機(jī)構(gòu)完成。 Load A500 123455001000 Load A500 12345+虛擬空間 內(nèi)存空間 VR BR

5、.存儲(chǔ)管理 地址重定位機(jī)構(gòu)需求一個(gè)或多個(gè)基地址存放器BR和一個(gè)或多個(gè)程序虛地址存放器VR。指令或數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址MA與虛地址的關(guān)系為：MA=(BR)+(VR) 其中，(x)表示存放器x中的內(nèi)容 存儲(chǔ)管理 最簡(jiǎn)單的方法是利用一個(gè)重定位存放器。該存放器的值由調(diào)度程序根據(jù)作業(yè)分配到的存儲(chǔ)空間的起始地址來(lái)設(shè)定。在具有這種地址變換機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，當(dāng)作業(yè)執(zhí)行時(shí)，不是根據(jù)CPU給出的邏輯地址去訪問(wèn)主存，而是將邏輯地址與重定位存放器中的內(nèi)容相加后得到的地址作為訪問(wèn)主存的地址。 存儲(chǔ)管理動(dòng)態(tài)重定位的主要優(yōu)點(diǎn)有： 用戶(hù)作業(yè)不要求分配延續(xù)的存儲(chǔ)空間。 用戶(hù)作業(yè)在執(zhí)行過(guò)程中，可以動(dòng)態(tài)懇求存儲(chǔ)空間和在主存中挪動(dòng)。 有

6、利于程序段的共享。動(dòng)態(tài)重定位的主要缺陷有： 需求附加的硬件支持。 實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)管理的軟件算法比較復(fù)雜。存儲(chǔ)管理 三.虛擬存儲(chǔ)器 什么是虛擬存儲(chǔ)器？ 虛擬存儲(chǔ)器是一種存儲(chǔ)管理技術(shù)，用以完成用小的內(nèi)存實(shí)如今大的虛擬空間中程序的運(yùn)轉(zhuǎn)任務(wù)。 為了給大作業(yè)用戶(hù)提供方便,使它們擺脫對(duì)主存和輔存的分配和管理問(wèn)題,由操作系統(tǒng)把多級(jí)存儲(chǔ)器一致管理起來(lái),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)覆蓋。既一個(gè)大作業(yè)在執(zhí)行時(shí), 其一部分地址空間在主存,另一部分在輔存,當(dāng)訪問(wèn)的信息不在主存時(shí).因此,從效果來(lái)看,這樣的系統(tǒng),好象用戶(hù)提供了存儲(chǔ)容量比實(shí)踐主存大得多的存儲(chǔ)器,人們稱(chēng)這個(gè)為虛擬存儲(chǔ)器。之所以稱(chēng)它為虛擬存儲(chǔ)器,由于這樣的存儲(chǔ)器實(shí)踐上并不存在而只是系統(tǒng)

7、添加自動(dòng)覆蓋功能，給用戶(hù)呵斥的一種幻覺(jué),仿佛它有一個(gè)很大的主存供它運(yùn)用。這是虛擬存儲(chǔ)器的最初概念。存儲(chǔ)管理 這種想法的中心,本質(zhì)上也就是把作業(yè)的地址空間和實(shí)踐主存的存儲(chǔ)空間似為兩個(gè)不同的概念.一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)算題人員提供了一個(gè)多大的地址空間,它就所在這個(gè)地址空間編制程序,而完全用不著思索實(shí)踐主存的大小.換句話說(shuō), 虛擬存儲(chǔ)器就是一個(gè)地址空間.一個(gè)虛存儲(chǔ)器的最大容量是由計(jì)算機(jī)的地址構(gòu)造確定的.假設(shè)CPU給出的有效地址長(zhǎng)度為18位,可以尋址范圍為:0-256k;假設(shè)地址的長(zhǎng)度為為20位,那么尋址范圍為:1024k. 實(shí)踐虛擬存儲(chǔ)器其一是要相當(dāng)容量的輔存,足以存放一切并列作業(yè)的地址空間.其二是要有一定

8、的主存,由于處置機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)的作業(yè),必需有一定的信息在主存中.其三是地址變換機(jī)構(gòu).存儲(chǔ)管理 4.2 分區(qū)存儲(chǔ)管理 4.2.1 分區(qū)管理根本原理 1.固定分區(qū)法 固定分區(qū)把主存分成假設(shè)干個(gè)固定大小的存儲(chǔ)區(qū)。區(qū)號(hào)分區(qū)長(zhǎng)度起始地址 狀態(tài)18K20K已分配232K28K已分配364K60K已分配4132K124K已分配OS20K28K60K124K256K進(jìn)程A6K進(jìn)程B25K進(jìn)程C36K存儲(chǔ)管理 2.動(dòng)態(tài)分區(qū)法 由于固定分區(qū)主存利用率不高，運(yùn)用起來(lái)不靈敏，所以出現(xiàn)了可變分區(qū)的管理技術(shù)。 動(dòng)態(tài)分區(qū)原那么：存儲(chǔ)空間的劃分是在裝作業(yè)時(shí)進(jìn)展的。從可用的自在存儲(chǔ)空間內(nèi)，劃出一個(gè)大小正好等于作業(yè)大小的存儲(chǔ)區(qū)，并分配

9、給這一作業(yè)。 進(jìn)程 A8K進(jìn)程 D124K進(jìn)程 B16K進(jìn)程 C64KOS進(jìn)程A進(jìn)程B進(jìn)程C進(jìn)程DOS進(jìn)程A進(jìn)程B進(jìn)程COS進(jìn)程A進(jìn)程BOS進(jìn)程A存儲(chǔ)管理OSA8K24K空閑區(qū)B16KC完成64K空閑區(qū)D124KOSA8K8K空閑區(qū)B16KE50KD124K14K空閑區(qū)F16KOSA8K8K空閑區(qū)空閑區(qū)16KE50KD124K空閑合并124+14=K進(jìn)程E50K進(jìn)程F16K進(jìn)入內(nèi)存進(jìn)程B16K進(jìn)程D124K完成內(nèi)存分配變化過(guò)程存儲(chǔ)管理 4.2.2分區(qū)的分配與回收固定式分區(qū)和可變式分區(qū)的存儲(chǔ)管理算法有如下三種： 最正確順應(yīng)算法(Best Fit) 1含義 最正確順應(yīng)算法就是為一作業(yè)選擇分區(qū)時(shí)總是

10、尋覓其大小最接近于作業(yè)所要求的存儲(chǔ)空間。換句話說(shuō)，把作業(yè)放入這樣的分區(qū)后剩下的部分最小。2優(yōu)點(diǎn) 這種算法的優(yōu)點(diǎn)是：假設(shè)存儲(chǔ)空間中具有正好是所要求大小的空閑區(qū)，那么必然被選中；假設(shè)不存在這樣的空閑區(qū)，也只對(duì)比要求稍大的空閑區(qū)劃分，而絕不會(huì)去劃分一個(gè)更大的空閑區(qū)。3實(shí)現(xiàn)方法 為了加快查找速度，應(yīng)將空閑區(qū)按其大小遞增的順序陳列，組織成一空閑區(qū)鏈。存儲(chǔ)管理最壞順應(yīng)算法最壞順應(yīng)算法Worst Fit(1含義含義 它在為作業(yè)選擇存儲(chǔ)空間時(shí)，總是尋它在為作業(yè)選擇存儲(chǔ)空間時(shí)，總是尋覓最大的空閑區(qū)。覓最大的空閑區(qū)。2實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法 空閑區(qū)應(yīng)按其大小遞減的順序陳列?？臻e區(qū)應(yīng)按其大小遞減的順序陳列。分配時(shí)只看鏈頭

11、空閑區(qū)能否滿足要求，決分配時(shí)只看鏈頭空閑區(qū)能否滿足要求，決議能否分配。議能否分配。存儲(chǔ)管理初次順應(yīng)算法初次順應(yīng)算法(First Fit) 1含義含義 最正確順應(yīng)和最壞順應(yīng)算法各有利弊。初最正確順應(yīng)和最壞順應(yīng)算法各有利弊。初次順應(yīng)算法是對(duì)它們進(jìn)展折衷思索后設(shè)計(jì)出來(lái)的。次順應(yīng)算法是對(duì)它們進(jìn)展折衷思索后設(shè)計(jì)出來(lái)的。2實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法 將空閑區(qū)按其在存儲(chǔ)空間中的起始地址遞增將空閑區(qū)按其在存儲(chǔ)空間中的起始地址遞增的順序陳列。為作業(yè)分配存儲(chǔ)空間時(shí)，從空閑區(qū)的順序陳列。為作業(yè)分配存儲(chǔ)空間時(shí)，從空閑區(qū)鏈的始端開(kāi)場(chǎng)查找，選那么第一個(gè)滿足要求的空鏈的始端開(kāi)場(chǎng)查找，選那么第一個(gè)滿足要求的空閑區(qū)。閑區(qū)。存儲(chǔ)管理存儲(chǔ)管

12、理1分區(qū)分配的主要步驟有： 從未分配表中找到一個(gè)足以包容該作業(yè)的可用空閑區(qū)； 如這個(gè)空閑區(qū)比所要求的大，那么將它分成兩部分：一部分成為已分配的分區(qū)，剩下部分仍為空閑區(qū)； 修正兩張表的有關(guān)信息，并回送一個(gè)所分配分區(qū)的序號(hào)或該區(qū)的首址。存儲(chǔ)管理要求Xk大小分區(qū)取分區(qū)闡明表第一項(xiàng)形狀位置正在運(yùn)用取下一表項(xiàng)無(wú)法分配該分區(qū)空閑？分區(qū)長(zhǎng)度Xk?表終了？前往分區(qū)號(hào)否否否是是是固定分區(qū)分配算法存儲(chǔ)管理最正確分配算法例子最正確分配算法例子 存儲(chǔ)管理系統(tǒng)回收一個(gè)分區(qū)的主要步驟有： 檢查回收分區(qū)能否與空閑區(qū)鄰接，如鄰接那么加以合并，使之成為一個(gè)延續(xù)的大空閑區(qū)。 修正兩張闡明表。存儲(chǔ)管理可重定位分區(qū)存儲(chǔ)管理 含義含義

13、 采用動(dòng)態(tài)分配的可變分區(qū)管理，即分采用動(dòng)態(tài)分配的可變分區(qū)管理，即分配時(shí)可以將主存重的空閑區(qū)拼接后再分配。配時(shí)可以將主存重的空閑區(qū)拼接后再分配。 由于可變式分區(qū)存儲(chǔ)管理是根據(jù)作業(yè)由于可變式分區(qū)存儲(chǔ)管理是根據(jù)作業(yè)的需求量劃分分區(qū)的，因此消除了固定式的需求量劃分分區(qū)的，因此消除了固定式分區(qū)分配呵斥的分區(qū)分配呵斥的內(nèi)零頭內(nèi)零頭。但是，由于作。但是，由于作業(yè)的多次懇求和釋放，主存中經(jīng)常能夠出業(yè)的多次懇求和釋放，主存中經(jīng)常能夠出現(xiàn)大量的不能充分利用的小空閑區(qū)?，F(xiàn)大量的不能充分利用的小空閑區(qū)。 存儲(chǔ)管理存儲(chǔ)管理 采用拼接技術(shù)，把零頭集中起來(lái)構(gòu)成一個(gè)大的空閑區(qū)。實(shí)現(xiàn)方法是挪動(dòng)某些已分配區(qū)中的信息，挪動(dòng)夠分配為

14、止或者使一切的作業(yè)位于存儲(chǔ)器的一端，把空閑區(qū)全部留在另一端， 存儲(chǔ)管理空閑區(qū)拼接的時(shí)機(jī)選擇空閑區(qū)拼接的時(shí)機(jī)選擇 進(jìn)展拼接的時(shí)機(jī)可選那么為進(jìn)展拼接的時(shí)機(jī)可選那么為 1當(dāng)有作業(yè)完成釋放分區(qū)時(shí)，就立刻拼接。當(dāng)有作業(yè)完成釋放分區(qū)時(shí)，就立刻拼接。這樣的拼接是比較頻繁的，要破費(fèi)較多的處置機(jī)這樣的拼接是比較頻繁的，要破費(fèi)較多的處置機(jī)時(shí)間。時(shí)間。 2當(dāng)某一作業(yè)懇求分配存儲(chǔ)空間時(shí)，假當(dāng)某一作業(yè)懇求分配存儲(chǔ)空間時(shí)，假設(shè)當(dāng)時(shí)主存沒(méi)有足夠大的空閑區(qū)，但一切空閑區(qū)設(shè)當(dāng)時(shí)主存沒(méi)有足夠大的空閑區(qū)，但一切空閑區(qū)的總和可以滿足該作業(yè)的要求，此時(shí)進(jìn)展拼接。的總和可以滿足該作業(yè)的要求，此時(shí)進(jìn)展拼接。這樣的拼接可節(jié)省處置機(jī)時(shí)間。這樣

15、的拼接可節(jié)省處置機(jī)時(shí)間。存儲(chǔ)管理 分配算法流程分配算法流程 存儲(chǔ)管理 4 45 5 頁(yè)式管理頁(yè)式管理 4.5.1 4.5.1 頁(yè)式管理的根本頁(yè)式管理的根本原理原理 在分區(qū)存儲(chǔ)管理中，都要在分區(qū)存儲(chǔ)管理中，都要求把一個(gè)作業(yè)的地址空間裝入到延續(xù)求把一個(gè)作業(yè)的地址空間裝入到延續(xù)的存儲(chǔ)空間內(nèi)，不是存在內(nèi)零頭，就的存儲(chǔ)空間內(nèi)，不是存在內(nèi)零頭，就是存在外零頭或?yàn)樘幚硗饬泐^破費(fèi)時(shí)是存在外零頭或?yàn)樘幚硗饬泐^破費(fèi)時(shí)間進(jìn)展間進(jìn)展“拼接。假設(shè)我們能取消作拼接。假設(shè)我們能取消作業(yè)對(duì)延續(xù)性的要求，必然會(huì)進(jìn)一步提業(yè)對(duì)延續(xù)性的要求，必然會(huì)進(jìn)一步提高主存的利用率，又無(wú)需為挪動(dòng)信息高主存的利用率，又無(wú)需為挪動(dòng)信息付出代價(jià)。分頁(yè)

16、管理就是在這個(gè)指點(diǎn)付出代價(jià)。分頁(yè)管理就是在這個(gè)指點(diǎn)思想下設(shè)計(jì)出來(lái)的。思想下設(shè)計(jì)出來(lái)的。 存儲(chǔ)管理 1. 分頁(yè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理 等分主存： 把主存的存儲(chǔ)空間劃分成大小相等的片，稱(chēng)為存儲(chǔ)塊，或稱(chēng)為頁(yè)架Page Frame 用戶(hù)邏輯地址空間的分頁(yè)： 把用戶(hù)的邏輯地址空間虛地址空間劃分成假設(shè)干個(gè)與存儲(chǔ)塊大小相等的片，稱(chēng)之為頁(yè)面或頁(yè)P(yáng)age。并給各頁(yè)從零開(kāi)場(chǎng)依次編以延續(xù)的頁(yè)號(hào)0，1，2，。 邏輯地址的表示： 用戶(hù)的邏輯地址普通是從基地址“0開(kāi)場(chǎng)延續(xù)編址，即是相對(duì)地址。在分頁(yè)系統(tǒng)中，每個(gè)虛擬地址相對(duì)地址用一個(gè)數(shù)對(duì)p,d來(lái)表示。其中p是頁(yè)號(hào)，d是該虛擬地址在頁(yè)面號(hào)為p的頁(yè)中的相對(duì)地址，稱(chēng)為頁(yè)內(nèi)地址位移量。 主

17、存分配原那么： 系統(tǒng)以存儲(chǔ)塊為單位把主存分給作業(yè)或進(jìn)程，并且分給一個(gè)作業(yè)的各存儲(chǔ)塊不一定是相鄰和延續(xù)的。 存儲(chǔ)管理頁(yè)表頁(yè)表 在分頁(yè)系統(tǒng)中，作業(yè)的一頁(yè)可以分配到主存空間中任何在分頁(yè)系統(tǒng)中，作業(yè)的一頁(yè)可以分配到主存空間中任何一個(gè)可用的存儲(chǔ)塊。但是，系統(tǒng)怎樣知道作業(yè)的哪一頁(yè)分一個(gè)可用的存儲(chǔ)塊。但是，系統(tǒng)怎樣知道作業(yè)的哪一頁(yè)分配到哪一存儲(chǔ)塊內(nèi)？為此，系統(tǒng)建立了一張頁(yè)面映象表，配到哪一存儲(chǔ)塊內(nèi)？為此，系統(tǒng)建立了一張頁(yè)面映象表，簡(jiǎn)稱(chēng)頁(yè)表。用一張頁(yè)表來(lái)描畫(huà)每頁(yè)的頁(yè)號(hào)與所在塊的塊號(hào)簡(jiǎn)稱(chēng)頁(yè)表。用一張頁(yè)表來(lái)描畫(huà)每頁(yè)的頁(yè)號(hào)與所在塊的塊號(hào)的映射。的映射。存儲(chǔ)管理為了便于管理和維護(hù)，系統(tǒng)為每個(gè)裝入主存的作業(yè)建立一張相應(yīng)

18、的頁(yè)表，它的起始地址及大小保管在該作業(yè)的PCB中。一旦這個(gè)作業(yè)被調(diào)度執(zhí)行，把它的頁(yè)表始址及大小裝入特定的頁(yè)表存放器中。頁(yè)號(hào)塊號(hào)存取控制021328存儲(chǔ)管理 4.5.2 簡(jiǎn)單分頁(yè)管理 在作業(yè)或進(jìn)程開(kāi)場(chǎng)執(zhí)行之前，把該作業(yè)或進(jìn)程的程序段和數(shù)據(jù)全部裝入主存的各個(gè)空閑塊中，并經(jīng)過(guò)頁(yè)表和硬件地址變換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)虛擬地址到主存物理地址的地址映射。1主存的分配與回收 所需的表格 為了實(shí)現(xiàn)分頁(yè)存儲(chǔ)管理，在軟件方面應(yīng)建立如下表格，并由操作系統(tǒng)實(shí)施管理。 (1頁(yè)表PMT。每個(gè)作業(yè)一張表，用于該作業(yè)的地址變換，該作業(yè)有多少頁(yè)面就有多少表目。 2 存 儲(chǔ) 分 塊 表 M B T 。 整個(gè)系一致張表。該表中每一表目對(duì)應(yīng)一個(gè)存

19、儲(chǔ)塊，記錄了該塊的形狀：已分配或空閑。 存儲(chǔ)管理2.分配算法分配算法 當(dāng)進(jìn)程或作業(yè)要求分配主存塊時(shí)，首先檢查能否有足當(dāng)進(jìn)程或作業(yè)要求分配主存塊時(shí)，首先檢查能否有足夠的空閑塊，假設(shè)沒(méi)有，那么本次無(wú)法分配。假設(shè)有那么夠的空閑塊，假設(shè)沒(méi)有，那么本次無(wú)法分配。假設(shè)有那么首先分配設(shè)置頁(yè)表，將分到的主存快號(hào)添入頁(yè)表中。首先分配設(shè)置頁(yè)表，將分到的主存快號(hào)添入頁(yè)表中。存儲(chǔ)管理3.地址變換地址變換 地址變換過(guò)程地址變換過(guò)程 1當(dāng)調(diào)度一個(gè)作業(yè)執(zhí)行時(shí)，首先將頁(yè)表始址及大小裝入當(dāng)調(diào)度一個(gè)作業(yè)執(zhí)行時(shí)，首先將頁(yè)表始址及大小裝入頁(yè)表存放器。頁(yè)表存放器。 2作業(yè)執(zhí)行過(guò)程中作業(yè)執(zhí)行過(guò)程中CPU產(chǎn)生的每一個(gè)邏輯地址，由硬件產(chǎn)生的

20、每一個(gè)邏輯地址，由硬件地址變換機(jī)構(gòu)自動(dòng)將其分成兩部分：一部分為頁(yè)號(hào)，另一部地址變換機(jī)構(gòu)自動(dòng)將其分成兩部分：一部分為頁(yè)號(hào)，另一部分是頁(yè)內(nèi)位移量。分是頁(yè)內(nèi)位移量。 3這個(gè)頁(yè)號(hào)先與頁(yè)表存放器中的當(dāng)前頁(yè)表大小進(jìn)展比較。這個(gè)頁(yè)號(hào)先與頁(yè)表存放器中的當(dāng)前頁(yè)表大小進(jìn)展比較。假設(shè)頁(yè)號(hào)太大，表示訪問(wèn)越界，系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。假設(shè)假設(shè)頁(yè)號(hào)太大，表示訪問(wèn)越界，系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。假設(shè)頁(yè)訪問(wèn)是合法的，那么由頁(yè)表始址和頁(yè)號(hào)計(jì)算出所對(duì)應(yīng)的物頁(yè)訪問(wèn)是合法的，那么由頁(yè)表始址和頁(yè)號(hào)計(jì)算出所對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)；理塊號(hào)； 4取出其存取控制字段，作存取控制驗(yàn)證，假設(shè)合法那取出其存取控制字段，作存取控制驗(yàn)證，假設(shè)合法那么將物理塊號(hào)與邏輯地址

21、中的位移量拼接，構(gòu)成最終訪問(wèn)的么將物理塊號(hào)與邏輯地址中的位移量拼接，構(gòu)成最終訪問(wèn)的物理地址。否那么，產(chǎn)生相應(yīng)訪問(wèn)非法中斷。物理地址。否那么，產(chǎn)生相應(yīng)訪問(wèn)非法中斷。存儲(chǔ)管理地址變換例子地址變換例子 例如，設(shè)一個(gè)例如，設(shè)一個(gè)3頁(yè)長(zhǎng)的進(jìn)程具有頁(yè)號(hào)頁(yè)長(zhǎng)的進(jìn)程具有頁(yè)號(hào)0、1、2,分到的主存快分到的主存快號(hào)為號(hào)為2、3、8。假設(shè)頁(yè)的大小為。假設(shè)頁(yè)的大小為1K,指令指令LOAD 1,2500的虛地址為的虛地址為100。下面我們以該例子來(lái)闡明地址變換過(guò)程。下面我們以該例子來(lái)闡明地址變換過(guò)程。 存儲(chǔ)管理 1指令地址100轉(zhuǎn)換 由虛地址100可知，指令LOAD 1,2500在第0頁(yè)的100單元中。由于第0頁(yè)在主存

22、的第二塊中，因此，該指令在主存的地址為2048+100=2148。 2指令地址2500轉(zhuǎn)換 當(dāng)CPU執(zhí)行到第2148單元的指令時(shí)，地址變換機(jī)構(gòu)首先將2500轉(zhuǎn)換為頁(yè)號(hào)與頁(yè)內(nèi)地址兩部分，即P=2,W=452。由頁(yè)表，可知第二頁(yè)所對(duì)應(yīng)的主存快為8。將塊號(hào)8與頁(yè)內(nèi)地址452相連，得到待訪問(wèn)的主存物理地址為8644。存儲(chǔ)管理存儲(chǔ)管理4. 超高速緩存超高速緩存 聯(lián)想存儲(chǔ)器聯(lián)想存儲(chǔ)器 為了提高地址變換速度，且不添加太多的硬件投資，經(jīng)為了提高地址變換速度，且不添加太多的硬件投資，經(jīng)過(guò)在地址變換機(jī)構(gòu)中增設(shè)一組數(shù)量不多的存放器，把它作為過(guò)在地址變換機(jī)構(gòu)中增設(shè)一組數(shù)量不多的存放器，把它作為超高速緩沖存放器來(lái)運(yùn)用，

23、存放當(dāng)前訪問(wèn)的那些頁(yè)的頁(yè)號(hào)和超高速緩沖存放器來(lái)運(yùn)用，存放當(dāng)前訪問(wèn)的那些頁(yè)的頁(yè)號(hào)和塊號(hào)。塊號(hào)。 地址轉(zhuǎn)換過(guò)程地址轉(zhuǎn)換過(guò)程 1當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程要訪問(wèn)邏輯地址當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程要訪問(wèn)邏輯地址v時(shí)，硬件自動(dòng)將邏輯地時(shí)，硬件自動(dòng)將邏輯地址址v截成頁(yè)號(hào)截成頁(yè)號(hào)p和頁(yè)內(nèi)地址和頁(yè)內(nèi)地址d。 2地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)首先以頁(yè)號(hào)地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)首先以頁(yè)號(hào)p和高速緩沖器中各表目相和高速緩沖器中各表目相比較。比較。 3假設(shè)該頁(yè)不在高速緩沖器中，那么訪問(wèn)存儲(chǔ)器中的假設(shè)該頁(yè)不在高速緩沖器中，那么訪問(wèn)存儲(chǔ)器中的頁(yè)表。假設(shè)相符，那么它送出相應(yīng)的塊號(hào)與頁(yè)內(nèi)地址一同構(gòu)頁(yè)表。假設(shè)相符，那么它送出相應(yīng)的塊號(hào)與頁(yè)內(nèi)地址一同構(gòu)成物理地址，并按此地址訪主存。成物理地

24、址，并按此地址訪主存。 存儲(chǔ)管理 超高速緩存找到存儲(chǔ)管理 超高速緩存未找到存儲(chǔ)管理 4.5.3 懇求分頁(yè)管理 懇求分頁(yè)存儲(chǔ)管理是在簡(jiǎn)單分頁(yè)管理根底上開(kāi)展起來(lái)的。懇求頁(yè)式管理在作業(yè)或進(jìn)程開(kāi)場(chǎng)執(zhí)行之前，只把當(dāng)前需求的一部分頁(yè)面裝入主存，其它部分在作業(yè)執(zhí)行過(guò)程中需求時(shí)，再?gòu)妮o存上調(diào)入主存 存儲(chǔ)管理 1.頁(yè)表的擴(kuò)展 頁(yè)表添加信息 通常頁(yè)表表目應(yīng)添加如下信息： 1中斷位：表示該頁(yè)能否在主存。中斷位為0表示該頁(yè)在主存；為1表示不在主存。 2修正位：該位為0時(shí)，表示該頁(yè)面中的數(shù)據(jù)未被修正正。該位為1時(shí)，表示該頁(yè)面中的信息已被修正正。 3訪問(wèn)位：表示該頁(yè)面在最近期間能否被訪問(wèn)過(guò)。該位為0時(shí)，表示該頁(yè)面未被訪問(wèn)

25、過(guò)。為1時(shí)，表示該頁(yè)面最近被訪問(wèn)過(guò)。該位主要用于頁(yè)面置換戰(zhàn)略中。 4輔存地址：指出該頁(yè)面在輔存上的存放地址。擴(kuò)展后的頁(yè)表如下圖： 頁(yè)號(hào)塊號(hào)存取控制改變位引用位中斷位 輔存地址存儲(chǔ)管理2.地址變換地址變換 懇求分頁(yè)的地址變換初始過(guò)程非常類(lèi)似于簡(jiǎn)單分頁(yè)系懇求分頁(yè)的地址變換初始過(guò)程非常類(lèi)似于簡(jiǎn)單分頁(yè)系統(tǒng)的地址變換，其全部任務(wù)：存儲(chǔ)空間的分配，頁(yè)面的置統(tǒng)的地址變換，其全部任務(wù)：存儲(chǔ)空間的分配，頁(yè)面的置換等都是在指令執(zhí)行過(guò)程中完成的，更準(zhǔn)確地說(shuō)，是在換等都是在指令執(zhí)行過(guò)程中完成的，更準(zhǔn)確地說(shuō)，是在CPU訪問(wèn)內(nèi)存的過(guò)程中完成的。訪問(wèn)內(nèi)存的過(guò)程中完成的。存儲(chǔ)管理3.缺頁(yè)中斷處置缺頁(yè)中斷處置 當(dāng)中斷位為當(dāng)中斷

26、位為1時(shí)，表示該頁(yè)不在主時(shí)，表示該頁(yè)不在主存，那么必需確定它在輔存中的存放地址。存，那么必需確定它在輔存中的存放地址。并把它從輔存中調(diào)入主存。缺頁(yè)中斷的處并把它從輔存中調(diào)入主存。缺頁(yè)中斷的處置過(guò)程如圖：置過(guò)程如圖：存儲(chǔ)管理4. 提取頁(yè)面戰(zhàn)略提取頁(yè)面戰(zhàn)略 這是一個(gè)何時(shí)把頁(yè)面裝入主存的問(wèn)題。這是一個(gè)何時(shí)把頁(yè)面裝入主存的問(wèn)題。 兩種戰(zhàn)略?xún)煞N戰(zhàn)略 1懇求式提取懇求式提取:僅當(dāng)需求時(shí)才提取頁(yè)面的戰(zhàn)略；僅當(dāng)需求時(shí)才提取頁(yè)面的戰(zhàn)略； 2預(yù)先調(diào)頁(yè)預(yù)先調(diào)頁(yè):把事先提取頁(yè)面的戰(zhàn)略。任何預(yù)先調(diào)頁(yè)把事先提取頁(yè)面的戰(zhàn)略。任何預(yù)先調(diào)頁(yè)戰(zhàn)略都是以預(yù)測(cè)為根底的。假設(shè)能裝入適宜的不久要訪問(wèn)戰(zhàn)略都是以預(yù)測(cè)為根底的。假設(shè)能裝入適宜

27、的不久要訪問(wèn)的頁(yè)面，那么可減少缺頁(yè)中斷。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)甚至的頁(yè)面，那么可減少缺頁(yè)中斷。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)甚至本次運(yùn)轉(zhuǎn)都不被存取，這樣的預(yù)先調(diào)頁(yè)是失敗的。由于本次運(yùn)轉(zhuǎn)都不被存取，這樣的預(yù)先調(diào)頁(yè)是失敗的。由于預(yù)先調(diào)頁(yè)的勝利率約為預(yù)先調(diào)頁(yè)的勝利率約為50，因此，大多數(shù)系統(tǒng)采用純懇，因此，大多數(shù)系統(tǒng)采用純懇求式提取頁(yè)面戰(zhàn)略。求式提取頁(yè)面戰(zhàn)略。存儲(chǔ)管理 4.5.4懇求頁(yè)式管理中的置換算法 頁(yè)式淘汰算法 1.先進(jìn)先出FIFO算法 FIFO：總是淘汰最先進(jìn)入主存儲(chǔ)器的那一頁(yè)。 FIFO算法容易實(shí)現(xiàn)，但是它所根據(jù)的理由不是普遍成立的。哪些在內(nèi)存中駐留很久的頁(yè)，往往是被經(jīng)常訪問(wèn)的頁(yè)，結(jié)果這些常用的頁(yè)都被淘汰調(diào)，

28、而能夠又需求立刻調(diào)回內(nèi)存。 采用FIFO算法還會(huì)產(chǎn)生一種奇異景象，直觀上，分配給的作業(yè)的實(shí)頁(yè)越多，進(jìn)程執(zhí)行時(shí)發(fā)生的缺頁(yè)中斷率就越小，但對(duì)FIFO算法這個(gè)結(jié)論并不是絕對(duì)的。在某些情況下，當(dāng)分配的頁(yè)面多反而導(dǎo)致更多的缺頁(yè)中斷，這種景象稱(chēng)為FIFO異常景象或稱(chēng)Belady景象。 創(chuàng)建進(jìn)程式時(shí)往往只向內(nèi)存裝入了第0頁(yè)。 存儲(chǔ)管理 當(dāng)需求淘汰某一頁(yè)時(shí)，選擇在最近一段時(shí)間里最久沒(méi)有被運(yùn)用過(guò)的頁(yè)淘汰。 A.近似算法(LFU)：當(dāng)需求淘汰時(shí)，應(yīng)淘汰被訪問(wèn)次數(shù)最少的頁(yè)。一種簡(jiǎn)單的方法是為每一頁(yè)設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器，每當(dāng)訪問(wèn)一頁(yè)時(shí)，就把該頁(yè)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器加一，隔一個(gè)周期T，把左右計(jì)數(shù)器清0。當(dāng)發(fā)生缺頁(yè)中斷時(shí)，選擇計(jì)數(shù)值最

29、小的頁(yè)，可把它淘汰，同時(shí)把一切計(jì)數(shù)器清0。1.最近最久未運(yùn)用頁(yè)面置換算法LRU存儲(chǔ)管理 B.最近沒(méi)有運(yùn)用的頁(yè)面淘汰算法NUR 需求淘汰某一頁(yè)時(shí)，從那些最近一個(gè)時(shí)期內(nèi)未被訪問(wèn)的頁(yè)中任選一頁(yè)淘汰。 實(shí)現(xiàn)方法：在頁(yè)內(nèi)增設(shè)一個(gè)訪問(wèn)位，當(dāng)這一頁(yè)被訪問(wèn)時(shí)，硬件把它置成“1，而沒(méi)有被訪問(wèn)過(guò)的頁(yè)，訪問(wèn)位為“0。因此，在產(chǎn)生缺頁(yè)中斷時(shí)，可從那些訪問(wèn)位為0的頁(yè)中選一頁(yè)進(jìn)展淘汰。存儲(chǔ)管理抖動(dòng)和任務(wù)集抖動(dòng)和任務(wù)集 1. 部分性概念部分性概念 部分性含義部分性含義 (1)時(shí)間部分性：是指某個(gè)位置最近被訪問(wèn)了，時(shí)間部分性：是指某個(gè)位置最近被訪問(wèn)了，那么往往很快又要被再次訪問(wèn)。那么往往很快又要被再次訪問(wèn)。 (2)空間部分性

30、：是指一旦某個(gè)位置被訪問(wèn)了，空間部分性：是指一旦某個(gè)位置被訪問(wèn)了，那么它附近的位置也將被訪問(wèn)。那么它附近的位置也將被訪問(wèn)。 2. 抖動(dòng)抖動(dòng)(或稱(chēng)顛簸或稱(chēng)顛簸) 抖動(dòng)：抖動(dòng)： 假設(shè)一個(gè)進(jìn)程破費(fèi)多于執(zhí)行時(shí)間的時(shí)間來(lái)完假設(shè)一個(gè)進(jìn)程破費(fèi)多于執(zhí)行時(shí)間的時(shí)間來(lái)完成頁(yè)面交換任務(wù)，我們稱(chēng)該進(jìn)程是顛簸的。成頁(yè)面交換任務(wù)，我們稱(chēng)該進(jìn)程是顛簸的。存儲(chǔ)管理 4.5.5 存儲(chǔ)維護(hù) 一種是地址越界維護(hù)，另一種存取控制維護(hù)。 地址越界維護(hù)可由地址變換機(jī)構(gòu)中的控制存放器的值頁(yè)表長(zhǎng)度和所要訪問(wèn)的虛地址經(jīng)過(guò)比較完成。 存取控制維護(hù)是經(jīng)過(guò)頁(yè)表控制對(duì)內(nèi)存信息的操作方式提供維護(hù)。它的實(shí)現(xiàn)那么是在頁(yè)表添加相應(yīng)的維護(hù)位即可。存儲(chǔ)管理 頁(yè)式

31、管理的優(yōu)缺陷 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) (1) 由于它不要求作業(yè)或進(jìn)程的程序段和數(shù)據(jù)在主存由于它不要求作業(yè)或進(jìn)程的程序段和數(shù)據(jù)在主存中延續(xù)存放，從而有效的處理了碎片問(wèn)題。中延續(xù)存放，從而有效的處理了碎片問(wèn)題。 (2) 懇求分頁(yè)管理提供了虛擬存儲(chǔ)器。提高了主存的利懇求分頁(yè)管理提供了虛擬存儲(chǔ)器。提高了主存的利用率，更加有利于多道程序的運(yùn)轉(zhuǎn)和方便用戶(hù)，特別是大用率，更加有利于多道程序的運(yùn)轉(zhuǎn)和方便用戶(hù)，特別是大作業(yè)用戶(hù)。作業(yè)用戶(hù)。 缺陷缺陷 1要求有相應(yīng)的硬件支持。要求有相應(yīng)的硬件支持。 2為處置缺頁(yè)中斷，添加了處置機(jī)時(shí)間的開(kāi)銷(xiāo)。為處置缺頁(yè)中斷，添加了處置機(jī)時(shí)間的開(kāi)銷(xiāo)。 3為防止系統(tǒng)抖動(dòng)所采取的各種措施會(huì)添加系統(tǒng)的為

32、防止系統(tǒng)抖動(dòng)所采取的各種措施會(huì)添加系統(tǒng)的復(fù)雜性。復(fù)雜性。 4每個(gè)作業(yè)或進(jìn)程的最后一頁(yè)內(nèi)總有一部分空間得每個(gè)作業(yè)或進(jìn)程的最后一頁(yè)內(nèi)總有一部分空間得不到利用。不到利用。存儲(chǔ)管理 4.6 段式與段頁(yè)式管理1.作業(yè)的邏輯地址空間：分段情況下要求每個(gè)作業(yè)的地址空間按照程序的自然邏輯關(guān)系分成假設(shè)干段，每個(gè)段有本人的段名。子程序子程序數(shù)組數(shù)組子程子程序序主程序主程序數(shù)組數(shù)組主程序主程序作業(yè)作業(yè)A02K00.5k 03000200存儲(chǔ)管理 2. 段式存儲(chǔ)管理的地址構(gòu)造段號(hào)段號(hào)段內(nèi)地址段內(nèi)地址a:虛擬地址段號(hào)段號(hào) 始址始址 長(zhǎng)度長(zhǎng)度存取方式存取方式內(nèi)外內(nèi)外 訪問(wèn)位訪問(wèn)位b:段表段表每個(gè)作業(yè)一個(gè)，這個(gè)段表實(shí)施段維

33、護(hù)，提供虛存。存取方式讀/寫(xiě)、只讀、執(zhí)行。存儲(chǔ)管理段號(hào)其他頁(yè)表長(zhǎng)度起始地址051024171029291036段表長(zhǎng)度 起始地址段表地址存放器頁(yè)號(hào)其他頁(yè)面11221932148510頁(yè)號(hào) 其他 頁(yè)面12933.段地址變換 存儲(chǔ)管理 4.段的共享與維護(hù) 段的共享是比較容易實(shí)現(xiàn)的，只需用戶(hù)運(yùn)用一樣的段名，在新的段表中填入已在主存中的段的起始地址，并置以適當(dāng)?shù)淖x寫(xiě)控制權(quán)，就可做到共享一個(gè)邏輯上完好的段的信息。 存儲(chǔ)管理段號(hào)段號(hào) 標(biāo)志標(biāo)志始址始址. 0執(zhí)行執(zhí)行 218 1讀讀/寫(xiě)寫(xiě) 365 2只讀只讀 542 共享共享 主存主存 共享共享 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)段號(hào)段號(hào) 標(biāo)志標(biāo)志始址始址. 0 執(zhí)行執(zhí)行 218 1

34、只讀只讀 542 2讀讀/寫(xiě)寫(xiě) 103段的共享存儲(chǔ)管理分段存儲(chǔ)管理系統(tǒng)的維護(hù)可采用如下幾種措施: (1)在段表中設(shè)置一個(gè)段長(zhǎng)值，以指明該段的長(zhǎng)度。當(dāng)存儲(chǔ)訪問(wèn)時(shí)，段地址的位移量與段長(zhǎng)相比較，如超越段長(zhǎng)，便發(fā)出越界中斷信號(hào)。 (2) 建立存取控制,在段表的每個(gè)表目中，還添加存取方式項(xiàng)。 (3) 采用存儲(chǔ)維護(hù)鍵。 在一個(gè)段式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)在段表中施加段長(zhǎng)、存取控制、設(shè)置存儲(chǔ)維護(hù)鍵等，可提供一個(gè)多級(jí)的存儲(chǔ)維護(hù)體系。存儲(chǔ)管理分段與分頁(yè)的區(qū)別與聯(lián)絡(luò)分段與分頁(yè)的區(qū)別與聯(lián)絡(luò) 分段與分頁(yè)的區(qū)別分段與分頁(yè)的區(qū)別 1分頁(yè)的作業(yè)地址空間是單一的線性地分頁(yè)的作業(yè)地址空間是單一的線性地址空間，而分段作業(yè)的地址空間是

35、二維的。址空間，而分段作業(yè)的地址空間是二維的。 2頁(yè)頁(yè)是信息的是信息的物理物理單位，大小固定。單位，大小固定。段段是信息的邏輯單位，其長(zhǎng)度不定。是信息的邏輯單位，其長(zhǎng)度不定。 3分頁(yè)管理是單段式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)，而分頁(yè)管理是單段式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)，而分段存儲(chǔ)管理實(shí)現(xiàn)多段式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)。分段存儲(chǔ)管理實(shí)現(xiàn)多段式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)。存儲(chǔ)管理 段式管理的主要優(yōu)點(diǎn) 1便于程序模塊化處置和便于處置變換的數(shù)據(jù)構(gòu)造。2便于動(dòng)態(tài)銜接。3便于共享分段。4可以實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器，使作業(yè)的地址空間不受主存容量的限制。 段式管理的主要缺陷 1和分頁(yè)管理一樣，處置機(jī)要為地址變換破費(fèi)時(shí)間；要為表格提供附加的存儲(chǔ)空間；這使操作系統(tǒng)復(fù)雜化。2為

36、滿足分段的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)和減少外零頭，要采用拼接手段。3分段的最大尺寸遭到主存可用空間的限制。存儲(chǔ)管理 4.6.4 段頁(yè)式管理的根本思想 分段構(gòu)造具有邏輯上明晰的優(yōu)點(diǎn)，但它的一個(gè)致命弱點(diǎn)是每個(gè)段必需占據(jù)主存儲(chǔ)器的延續(xù)區(qū)域，于是，要裝入一個(gè)分段時(shí)能夠要挪動(dòng)已在主存儲(chǔ)器中的信息，為了抑制這個(gè)缺陷，可兼用分段和分頁(yè)的方法，構(gòu)成段頁(yè)式存儲(chǔ)管理。 每個(gè)作業(yè)仍按邏輯分段，但對(duì)每一段不是按單一的延續(xù)整體存放到存儲(chǔ)器中，而是把每個(gè)段再分成假設(shè)干個(gè)頁(yè)面，每一段不用占據(jù)延續(xù)的主存空間，可把它按頁(yè)存放在不延續(xù)的主存塊中。存儲(chǔ)管理 4.6.5 段頁(yè)式管理的實(shí)現(xiàn)原理 1 虛地址的構(gòu)成 一個(gè)進(jìn)程中所包含的具有獨(dú)立邏輯功能的程序

37、和數(shù)據(jù)仍被劃分為段，并有各自的段號(hào)S。把段劃成假設(shè)干個(gè)頁(yè)，和頁(yè)式系一致樣。段號(hào)段號(hào)頁(yè)號(hào)頁(yè)號(hào) 頁(yè)內(nèi)地址頁(yè)內(nèi)地址存儲(chǔ)管理 2 段表和頁(yè)表 在段頁(yè)式系統(tǒng)中,每個(gè)分段又被分成假設(shè)干個(gè)固定大小的頁(yè)面，那么每個(gè)段又必需建立一張頁(yè)表把段中的虛頁(yè)變換成內(nèi)存中的實(shí)踐頁(yè)面。顯然，與頁(yè)式管理時(shí)一樣，頁(yè)表中也要有相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)缺頁(yè)中斷處置和頁(yè)面維護(hù)等功能表項(xiàng)。 每個(gè)段有一個(gè)頁(yè)表，段表中應(yīng)有專(zhuān)項(xiàng)指出該段所對(duì)應(yīng)頁(yè)表的頁(yè)表始址和頁(yè)表長(zhǎng)度。存儲(chǔ)管理段表、頁(yè)表、段表地址存放器。為了進(jìn)展地址轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)為每個(gè)作業(yè)建立一個(gè)段表，并且要為該作業(yè)段表中的每一個(gè)段建立一個(gè)頁(yè)表。系統(tǒng)中有一個(gè)段表地址存放器來(lái)指出作業(yè)的段表起始地址和段表長(zhǎng)度。存儲(chǔ)

38、管理 3.動(dòng)態(tài)地址變換過(guò)程 關(guān)鍵問(wèn)題仍是如何將二維虛地址映射成一維實(shí)地址，為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)地址變換。 段頁(yè)式系統(tǒng)必需為每個(gè)作業(yè)建立一張段表，段表表目中的地址部分指出該段的頁(yè)表在主存的始址。 為每個(gè)段建立一張頁(yè)表，每個(gè)表目指示該頁(yè)所在主存的頁(yè)面號(hào)。 每個(gè)作業(yè)有一個(gè)段表地址存放器，指示它的段表所在位置和段表長(zhǎng)度。 設(shè)置快速聯(lián)想存放器，存放當(dāng)前最常用的段號(hào)S，頁(yè)號(hào)P和對(duì)應(yīng)的內(nèi)存頁(yè)面與其它控制用欄目。存儲(chǔ)管理 查找方法:假設(shè)所訪問(wèn)的段或頁(yè)在快速聯(lián)想存放器中，那么系統(tǒng)不再訪問(wèn)內(nèi)存中的段表、頁(yè)表。把快速聯(lián)想存放器中的值與頁(yè)內(nèi)相對(duì)地址D拼接起來(lái)得到內(nèi)存地址。假設(shè)快速聯(lián)想存放器中沒(méi)有，才去經(jīng)過(guò)段表、頁(yè)表進(jìn)展內(nèi)存地

39、址查找。存儲(chǔ)管理慢速地址轉(zhuǎn)換過(guò)程慢速地址轉(zhuǎn)換過(guò)程 存儲(chǔ)管理假設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程訪問(wèn)虛地址假設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程訪問(wèn)虛地址v=(s,p,d)，在沒(méi)有聯(lián)想存，在沒(méi)有聯(lián)想存放器的情況下，地址變換過(guò)程如下：放器的情況下，地址變換過(guò)程如下： 1由段表控制存放器確定段表在主存中的位由段表控制存放器確定段表在主存中的位置。置。 2將虛地址中的段號(hào)和控制存放器中的段表將虛地址中的段號(hào)和控制存放器中的段表大小比較，以確保其訪問(wèn)的有效性。大小比較，以確保其訪問(wèn)的有效性。 3硬件地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)根據(jù)虛地址中的段號(hào)硬件地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)根據(jù)虛地址中的段號(hào)S，得到欲訪問(wèn)段在該作業(yè)的段表中的表目。并驗(yàn)證存得到欲訪問(wèn)段在該作業(yè)的段表中的表目。并驗(yàn)證存取權(quán)限，然后，檢查分段存在標(biāo)識(shí)取權(quán)限，然后，檢查分段存在標(biāo)識(shí)