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外观

存储器管理

约 1346 字大约 4 分钟

2025-02-11

1 存储器管理的基本概念

  1. 主存的分配：以块(页)或段为单位，主存的访问 以字或字节为单位
  2. 目标程序：编译后的结果，由机器指令组成，地址是虚拟地址
  3. 在作业装入或执行时：将逻辑地址变为物理地址（地址重定向）
  4. 静态重定位：固定分区存储管理方式 作业装入后位置不再改变
  5. 动态重定位：动态运行装入方式 程序在主存中改变了位置仍然可以执行
  6. 交换与覆盖：提高内存利用率 交换在多个进程或作业之间执行，覆盖在同一个进程或作业之间执行，交换牺牲CPU的运行速度
  7. 主存：可以被CPU直接访问，辅存 不行
  8. 存储管理：是对主存的用户区进行管理
  9. 存储管理主存空间分配表：记录主存空间分配情况
  10. 存储保护：通过硬件和软件实现
  11. 动态重定位：使得作业在内存中可以移动

2 连续分配方式

  1. 分区、分页、分段、段页式
分区分页分段段页式
连续分配离散分配离散分配离散分配
没有外部碎片(固定分区)没有外部碎片有外部碎片没有外部碎片
  1. 可变分区
    1. 上、下限地址寄存器实现存储保护，地址连续
    2. 地址转换（绝对地址=基址寄存器值+逻辑地址）
    3. 分区说明表+空闲分区表 实现主存空间的管理，分配作业的主存空间
    4. 需要一对基址、限长寄存器；限长寄存器作为存储保护使用
  2. 首次适应算法：地址从小到大顺序
  3. 最佳适应算法：大小递增顺序，容易产生难以利用
  4. 最坏适应算法：大小递减顺序

3 基本分页存储管理方式

  1. 页表长度：用作存储保护
  2. 分页存储管理方式中所有地址都是一致的，提供一维地址结构；分段存储管理方式中每个段都是自己的地址，看作是二维地址结构
  3. 分页比段页式的碎片更少，内存利用率更高
  4. 分页存储：每个进程拥有一张页表，所有进程的页表都驻留在内存中
  5. 页表寄存器（PTR）存放页表在内存中的起始地址和页表长度，进程未执行时，其实地址和页表长度放在PCB中，只有在调用的时候才会放到页表寄存器里
  6. 逻辑地址：页号和页内地址两部分组成
  7. 物理地址 = 块号 * 页大小；物理地址 = 块号 * 块长 + 页内地址
  8. 位示图法：分页式存储中主存空闲块的管理
  9. 外层页表：指向页表的页表、为离散分配的页表再建立一个页表
  10. 逻辑地址有效位：所有页的大小，比如是2^13的大小，则逻辑地址有效位就是13位
  11. 物理地址有效位：假设每页大小是210，物理存储区一共有32(25)页(块)，则有效位是10+5=15位
  12. 页表中包含逻辑地址中的页号 和 主存中的 块号 的对应关系
  13. 基本分页访问两次主存，第1次是查页表按页号读出的块号，第2次是按计算出来的物理地址读写
  14. 基本分页一个作业必须全部装入内存才可以运行
  15. 快表：特殊的相联存储器，不属于内存，存储速度比内存快

4 基本分段和段页式存储管理方式

  1. 段页式存储：用分段的方法管理和分配用户地址空间，用分页的方法管理物理存储空间
  2. 段页式存储地址映象表：每个进程或作业若干段，共有 一张段表，每个段对应一个段表项，每个段表项对应一张页表
  3. 分段存储：有硬件地址转换机构，每个段表项至少包含段长和该段的起始地址

5 虚拟存储管理

  1. 在虚拟存储系统中，完成地址转换工作的是：硬件，不是地址转换程序
  2. 虚拟内存特征：多次性、对换性、离散性、虚拟性
  3. 虚拟内存基础：局部性理论，包括 程序执行的局部性、存储空间访问的局部性
  4. 虚拟存储器：最大容量由计算机地址结构确定
  5. 请求分页、请求分段、请求段页式都属于虚拟存储器采用的技术
  6. 无论采用什么页面置换算法，每种页面第一次访问时不可能在内存中，必然发生缺页
  7. LRU：近期最长时间以来没有被访问的页先淘汰
  8. 最佳置换算法：向后看的思想
  9. 先进先出算法：可能会出现Belay现象
  10. 修改位：检查页面是否被修改，如果修改了则回写外存