第三節基本分頁儲存管理方式
分頁方式下,記憶體的使用率高,浪費少。但不是絕對沒有碎片(程序的最後一頁不總是能佔滿乙個物理塊)
1.(1)頁面的概念
記憶體劃分成多個小單元,每個單元k大小,稱(物理)塊。作業也按k單位大小劃分成片,稱為頁面。
物理劃分塊的大小 = 邏輯劃分的頁的大小
頁面大小要適中。
太大,(最後一頁)內碎片增大,類似連續分配的問題。
太小的話,頁面碎片總空間雖然小,提高了利用率,但每個程序的頁面數量較多,頁表過長,反而又增加了空間使用。
(2)頁表的概念
為了找到被離散分配到記憶體中的作業,記錄每個作業各頁對映到哪個物理塊,形成的頁面對映表,簡稱頁表。
每個作業有自己的頁表
要找到作業aà關鍵是找到頁表(pcb)à根據頁表找物理塊
(3)位址的處理
連續方式下,每條指令用基位址+偏移量即可找到其物理存放的位址。
分頁規律
頁號+頁內位址(即頁內偏移)
關鍵的計算是:根據系統頁面大小找到不同意義二進位制位的分界線。
從位址中分析出頁號後,位址對映只需要把頁號改為對應物理塊號,偏移不變,即可找到記憶體中實際位置。
計算口訣
頁面大小決定偏移量(頁內位址)的位數 n;
作業大小à頁面數量à頁表長度 aà頁號的位數
m(或總位數-頁內位數)
記憶體容量決定塊數,塊數決定編址位數,即頁表項位數 b。
(4)位址變換機構
位址變換過程
分頁系統中,程序建立,放入記憶體,構建頁表,在pcb中記錄頁表存放在記憶體的首位址及頁表長度。
執行某程序a時,將a程序pcb中的頁表資訊寫入ptr中;
每執行一條指令時,根據分頁計算原理,得到指令頁號x和內部偏移量y;
cpu高速訪問ptr找到頁表在**;
查頁表資料,得到x實際對應存放的物理塊,完成位址對映計算,最終在記憶體找到該指令。
(5)引入快表——針對訪問速度問題
設一次查詢訪問快表時間為t』 ,則 eat= at』 + (1-a)(t』+t)+t=
2t +t』 -ta
(6)兩級、多級頁表,反置頁表——針對大頁表占用記憶體問題
頁表大小的討論
程序分頁離散存放,但頁表的資料是連續在存放記憶體的。而頁表可能很大:
現代作業系統支援非常大的邏輯位址空間的程序。如32位系統,可編址的最大**數為232,若頁面大小為4kb(4*210),則支援的最大程序頁表項數可達碼232/212=220,有1m個,每個頁表項佔1b(位元組),則頁表大小就有1mb。
第四節基本分段儲存管理方式
從提高記憶體利用率角度;
固定分割槽 à 動態分割槽à 分頁
從滿足並方便使用者(程式設計師)和使用上的要求角度:
分段儲存管理:作業分成若干段,各段可離散放入記憶體,段內仍連續存放。
方便程式設計:如彙編中通過段:偏移確定資料位置
資訊共享:同地位的資料放在一塊方便進行共享設定
資訊保護
動態增長:動態增長的資料段事先固定記憶體不方便
(1)分段系統的基本原理
程式通過分段(segmentation)劃分為多個模組,每個段定義一組邏輯資訊。如**段(主程式段main,子程式段x)、資料段d、棧段s等。
誰決定乙個程式分幾段,每段多大?
編譯程式(基於源**)
段的特點
每段有自己的名字(一般用段號做名),都從0編址,可分別編寫和編譯。裝入記憶體時,每段賦予各段乙個段號。
每段佔據一塊連續的記憶體。(即有離散的分段,又有連續的記憶體使用)
各段大小不等。
(2)段表與位址變換機構
(3)分頁和分段的主要區別
需求:分頁是出於系統管理的需要,是一種資訊的物理劃分單位,分段是出於使用者應用的需要,是一種邏輯單位,通常包含一組意義相對完整的資訊。
n 一條指令或乙個運算元可能會跨越兩個頁的分界處,而不會跨越兩個段的分界處。
其他:通常段比頁大,因而段表比頁表短,可以縮短查詢時間,提高訪問速度。分段模式下,還可針對不同型別採取不同的保護;按段為單位來進行共享
(4)資訊共享
u 分段系統的突出優點:
n 易於實現共享
p 在分段系統中,實現共享十分容易,只需在每個程序的段表中為共享程式設定乙個段表項。
p 比較課本圖。對同樣的共享內容的管理上,很明顯分段的空間管理更簡單。分頁的圖涉及太多的頁面劃分和位址記錄的管理。
n 易於實現保護:
p **的保護和其邏輯意義有關,分頁的機械式劃分不容易實現。
(5) 段頁式儲存管理方式
① 基本原理
u 將使用者程式分成若干段,並為每個段賦予乙個段名。
u 把每個段分成若干頁
u 位址結構包括段號、段內頁號和頁內位址三部分
作業系統第四章
2 分割槽分配演算法 動態分割槽方式,分割槽多 大小差異各不相同,此時把乙個新作業裝入記憶體,更需選擇乙個合適的分配演算法,從空閒分割槽表 鏈中選出一合適分割槽 首次適應演算法ff 迴圈首次適應演算法 最佳適應演算法 最差適應演算法 快速適應演算法 4 動態重定位分割槽分配 有緊湊功能的動態分割槽分...
作業系統第四章
常用排程演算法 先來先服務演算法 fcfs 短程序優先演算法 spf 短剩餘時間優先演算法 srt 最高響應比優先演算法 hrrn 時間片輪轉演算法 rr 和多級反饋演算法 mfq 先來先服務演算法 fcfs 基本思想是按照程序進入就緒佇列的先後次序來分配處理機.採用不可剝奪方式 fcfs演算法很少...
作業系統第三 四章作業
3.5 可以考慮將乙個就緒 掛起態的程序降低一定數量的優先順序,只有當就緒 掛起態在被降低優先順序後仍比最高優先順序的程序高時,才會被選做執行.4.2 對於使用者級執行緒來說,作業系統不能去讀寫程序內部的執行緒,它的排程是以程序為單位的.4.5 不會繼續執行.因為當程序退出時,會帶走 核心級執行緒,...