第1節(jié) 操作系統(tǒng)存儲(chǔ)管理做什么？

1、第3單元 主存管理第一節(jié) 主存管理做什么？1l相關(guān)概念的引入相關(guān)概念的引入l主存管理完成的功能主存管理完成的功能l舉例舉例程序執(zhí)行流程：從計(jì)算機(jī)如何工作開始 mov ax, 100 100: 0 PC存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器取指取指-執(zhí)行執(zhí)行-取指取指-執(zhí)行執(zhí)行將程序放到內(nèi)存中，將程序放到內(nèi)存中，PC指向開始地址指向開始地址要解決的問(wèn)題int main(int argc, char* argv) ._main: mov 300, 0call xx call 40040_main: mov 300, 0call xx call 4010001040PC0以以0為參照編址為參照編址物理內(nèi)存中程序的起始地址可以

2、是任何物理內(nèi)存中程序的起始地址可以是任何地址地址 修改程序中的地址_main: mov 300, 0call xx call 4010001040PC0_main: mov 1300, 0call xx call 104010001040PC0n什么時(shí)候完成地址修改什么時(shí)候完成地址修改? 編譯時(shí)編譯時(shí)載入時(shí)載入時(shí)編譯時(shí)做好地址修改的程序只能放在內(nèi)存固定位置編譯時(shí)做好地址修改的程序只能放在內(nèi)存固定位置載入時(shí)做好地址修改的程序一旦載入內(nèi)存就不能動(dòng)了載入時(shí)做好地址修改的程序一旦載入內(nèi)存就不能動(dòng)了地址修改的最合適的時(shí)機(jī) 運(yùn)行時(shí)基地址基地址(base) _main: mov 300, 0call xx

3、call 40_sum: .int 0在內(nèi)存中在內(nèi)存中任何地方任何地方300物理地址物理地址base+300(offset)邏輯地址邏輯地址每執(zhí)行一條指令都要進(jìn)行地址修改每執(zhí)行一條指令都要進(jìn)行地址修改base每個(gè)進(jìn)程有各自的基地址，放在哪里每個(gè)進(jìn)程有各自的基地址，放在哪里?PCBPC 物理地址是計(jì)算機(jī)主存單元的真實(shí)地址，又稱為絕對(duì)地址或?qū)嵉刂贰?物理地址的集合所對(duì)應(yīng)的空間組成了主存空間。 用戶的程序地址(指令地址或操作數(shù)地址)均為邏輯地址。 用戶程序所有的邏輯地址集合對(duì)應(yīng)的空間。將程序地址空間中使用的邏輯地址變換成主存中的物理地址的過(guò)程，稱為地址映射。 在程序在程序執(zhí)行執(zhí)行期間，隨著每條指令和

4、數(shù)據(jù)的訪問(wèn)期間，隨著每條指令和數(shù)據(jù)的訪問(wèn)自動(dòng)地自動(dòng)地 連續(xù)地進(jìn)行地址映射這種地址變換方式稱連續(xù)地進(jìn)行地址映射這種地址變換方式稱為為動(dòng)態(tài)地址映射動(dòng)態(tài)地址映射。在作業(yè)在作業(yè)裝入裝入過(guò)程中隨即進(jìn)行的地址變換方式稱為過(guò)程中隨即進(jìn)行的地址變換方式稱為靜態(tài)地址映射靜態(tài)地址映射程序載入后還需要移動(dòng) n還有一個(gè)重要概念還有一個(gè)重要概念: 交換交換(swap)常駐程序常駐程序(操作系統(tǒng)操作系統(tǒng))進(jìn)程進(jìn)程3內(nèi)存內(nèi)存磁盤磁盤進(jìn)程進(jìn)程1進(jìn)程進(jìn)程1睡眠睡眠換出換出進(jìn)程進(jìn)程2換入換入進(jìn)程進(jìn)程1進(jìn)程進(jìn)程3進(jìn)程進(jìn)程3睡眠睡眠換出換出進(jìn)程進(jìn)程1進(jìn)程進(jìn)程2整理一下思路進(jìn)程進(jìn)程1 進(jìn)程進(jìn)程2 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 內(nèi)存內(nèi)存邏輯地址邏輯

5、地址 0邏輯地址邏輯地址 0mov ax, 100mov ax, 100mov ax, 100IR2000基地址基地址PC20001000switchPC1000mov ax, 100IR每條指令都要每條指令都要執(zhí)行，效率很執(zhí)行，效率很重要。硬件支重要。硬件支持持(MMU)進(jìn)程切換時(shí)根進(jìn)程切換時(shí)根據(jù)據(jù)PCB切換切換一起切換這個(gè)一起切換這個(gè)基地址基地址第3單元 主存管理第一節(jié) 主存管理做什么？11l相關(guān)概念的引入相關(guān)概念的引入l主存管理完成的功能主存管理完成的功能l舉例舉例 主存分配策略在眾多個(gè)請(qǐng)求者中選擇一個(gè)請(qǐng)求者的原則 放置策略在可用資源中選擇一個(gè)空閑區(qū)的原則 調(diào)入策略 決定信息裝入主存的時(shí)

6、機(jī) 預(yù)調(diào)策略：預(yù)先將信息調(diào)入主存 請(qǐng)調(diào)策略：當(dāng)需要信息時(shí)，將信息調(diào)入主存 淘汰策略在主存中沒有可用的空閑區(qū)時(shí)，決定哪些信息從主存中移走到輔存，即確定淘汰已占用的內(nèi)存區(qū)的原則。必須由硬件(軟件配合)保證各用戶程序只能在給定的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)活動(dòng)，這種措施叫做存儲(chǔ)保護(hù)。 上下界地址保護(hù) 基地址+限長(zhǎng)例：作業(yè)大小為4KB，主存首址為20KB。 mov r1 , 500 123020KB256KB1存儲(chǔ)空間24KB下界寄存器 20KB上界寄存器 24KB 如何設(shè)置上下界寄存器內(nèi)容 ？ 如何判斷是否越界 ？ 若 下界物理地址物理地址 上界 允許訪問(wèn)； 否則發(fā)生越界中斷上下界保護(hù)必須由硬件(軟件配合)保證各用戶

7、程序只能在給定的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)活動(dòng)，這種措施叫做存儲(chǔ)保護(hù)。 上下界地址保護(hù) 基地址+限長(zhǎng)例：作業(yè)大小為4KB，主存首址為20KB。 如何設(shè)置基址、限長(zhǎng)寄存器內(nèi)容 ？ 如何判斷是否越界 ？ 若 邏輯地址邏輯地址 限長(zhǎng)寄存器 允許訪問(wèn)； 否則發(fā)生越界中斷 mov r1 , 500 123020KB256KB1存儲(chǔ)空間24KB基址寄存器 20KB限長(zhǎng)寄存器 4KB基地址+限長(zhǎng) 交換 由操作系統(tǒng)和硬件相配合來(lái)完成主存和輔存之間的信息的動(dòng)態(tài)調(diào)度。這樣的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)好像為用戶提供了一個(gè)其存儲(chǔ)容量比實(shí)際主存大得多的存儲(chǔ)器，這個(gè)存儲(chǔ)器稱為虛擬存儲(chǔ)器。虛擬存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)的依據(jù) 程序的局部性原理第3單元 主存管理第一節(jié) 主

8、存管理做什么？22l相關(guān)概念的引入相關(guān)概念的引入l主存管理完成的功能主存管理完成的功能l舉例舉例把邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址稱為（把邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址稱為（ ）。）。A.地址分配地址分配 B.地址映射地址映射 C.地址保護(hù)地址保護(hù) D.地址越界地址越界動(dòng)動(dòng)態(tài)重定位的時(shí)機(jī)是態(tài)重定位的時(shí)機(jī)是程序執(zhí)行時(shí)程序執(zhí)行時(shí)。靜態(tài)靜態(tài) ：程序裝：程序裝入時(shí)入時(shí)A.程序編譯時(shí)程序編譯時(shí) B.程序鏈接時(shí)程序鏈接時(shí)C.程序裝入時(shí)程序裝入時(shí) D.程序運(yùn)行時(shí)程序運(yùn)行時(shí)例子舉例在下面關(guān)于虛擬存儲(chǔ)器的敘述中，正確的是（在下面關(guān)于虛擬存儲(chǔ)器的敘述中，正確的是（ ）。）。A.要求程序運(yùn)行前必須全部裝入內(nèi)存且在運(yùn)行過(guò)程中一直駐留在內(nèi)存要求程序運(yùn)行前必須全部裝入內(nèi)存且在運(yùn)行過(guò)程中一直駐留在內(nèi)存B.要求程序運(yùn)行前不必全部裝入內(nèi)存且在運(yùn)行過(guò)程中不必一直駐留在內(nèi)存要求程序運(yùn)行前不必全部裝入內(nèi)存且在運(yùn)行過(guò)程中不必一直駐留在內(nèi)存C.要求程序運(yùn)行前不必全部裝入內(nèi)存但是在運(yùn)行過(guò)程中必須一直駐留在內(nèi)要求程序運(yùn)行前不必全部裝入內(nèi)存但是在運(yùn)行過(guò)程中必須一直駐留在內(nèi)存存D.要求程序運(yùn)行前必須全部裝入內(nèi)存但在運(yùn)行過(guò)程中不必一直駐留在內(nèi)存要求程序運(yùn)行前必須全部裝入內(nèi)存但在運(yùn)行過(guò)程中不必一直駐留在內(nèi)存舉例通常所說(shuō)的通常所說(shuō)的“存儲(chǔ)保護(hù)存儲(chǔ)保護(hù)”的基本含義是（的基本含義是（ ）A.防止存儲(chǔ)器硬件受損