大工20春《操作系统概论》辅导资料十一
《操作系统概论》辅导资料十一主 题：第4章存储管理（第3—4节）学习时间：2020年6月8日--6月14日“不忘初心、牢记使命”主题理论学习：
实现我们确立的奋斗目标，我们既要有“乱云飞渡仍从容”的战略定力，又要有“不到长城非好汉”的进取精神。全党全国各族人民更加紧密地团结起来，勿忘昨天的苦难辉煌，无愧今天的使命担当，不负明天的伟大梦想，下定决心，排除万难，在中国特色社会主义伟大道路上，为实现中华民族伟大复兴的中国梦，前进！
摘选自《在纪念毛泽东同志诞辰一百二十周年座谈会上的讲话》内 容：
第4章存储管理
这周我们将学习课件第4章中的第3—4节，下面整理出的理念框架供同学们学习。
本篇的基本要求：
1. 了解分页式存储管理
2. 了解分段式存储管理4.3分页式存储管理
为了彻底解决连续分配存在的问题，内存的分配方式发展出了离散分配方式，在离散分配方式下，程序允许以分散方式装入内存，这样就无须再进行紧凑。分页式存储管理就采用了离散分配内存方式，离散分配的基本单位是页面。
一、实现原理
1．等分主存
（1）页架：主存划分成相同大小的存储块。
（2）页架号：各页架从0开始依次连续编号----0，1，2…。
2．用户逻辑地址空间的分页
（1）页：用户的逻辑地址空间划分成与页架大小相同的若干部分。
（2）页号：各页从零开始依次连续编号----0，1，2…。
3．逻辑地址的表示
（1）相对地址：用户的逻辑地址；一般从基地址“0”开始编址。
（2）分页系统中，相对地址由（p，d）表示，其中p是页号，d是该虚拟地址在页号为p的页中的相对地址(称为页内地址或偏移量)。
若给定一个虚地址A，页面大小为L。则：p=INT，d=MOD L；其中INT是向下整除的函数，MOD是取余。
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二、主存分配原则
1．原则：系统以页架为单位把主存分给进程；分给一个进程的各页架可以是不相邻和连续的；页面与页架对应；一个作业的相邻的连续的几个页面，被装入主存中任一不相邻的页架中。
2．页表的作用：指出每个进程的各页放在主存的哪些页架中。每个进程有一个页表。
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3．分页系统中的地址结构：页号p，页内地址d。
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三、地址转换过程
1．从逻辑地址左边抽取页号。
2．以页号为索引查页表，找出该页存放的主存页架号。
3．由页架号取代逻辑地址的左边（页号）部分，与页内地址合并为物理地址，访问主存。
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四、简单分页的优点
1．基本没有页内碎片，没有不可再用的页外碎片，所以主存利用率高。
2．分配、释放存储块速度快。
3．管理简单（同固定分区）。4.4 分段式存储管理方式
一、基本思想
系统将程序的逻辑地址空间分成若干个子部分，这些子部分被称为段。
每个段都有段名或段号，定义了一组逻辑信息，且在逻辑上是各自独立的。每个段都从0开始编址，采用一段连续的地址空间，其长度由自身包含的逻辑信息组的长度决定，所以各段的长度可以不相同。在为进程分配内存时，允许将进程以段为单位，离散地装入不相邻接的内存空间位置，而一个段本身在内存中占用一段连续区域。进程运行时，通过地址变换机构将段式逻辑地址变换为实际的内存物理地址，从而使进程能够顺利执行。
1．要求：每个进程的地址空间按照程序自身的自然逻辑关系分为若干段，每个段有自己的段名（段名通常由程序员给出）。
2．段号：系统为方便管理，给每段规定的编号（内部段名）。
3．段内地址：每个段的地址空间都从“０”地址开始编址成连续的线性地址。
4．虚拟地址结构：段名s、段内地址w。
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5．特点：每段逻辑地址从“0”开始，一段内地址是连续的；段与段间的地址是不连续的。（二）程序的地址结构
/////
段号s
段内地址w
0 7 8 15 31
（三）主存分配
1．主存分配以段为单位，每段分配一块连续的主存分区，一个进程的各段所分到的主存分区可以是不相邻连续的分区。
（四）段表
1．段表由操作系统建立，每个进程一个段表。
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（五）段的地址转换
1．从逻辑地址中提取段号。
2．以段号为索引，查段表。
3．将段内地址与段的长度比较：
①若段内地址＞段的长度，则引起非法访问中断（越界访问）。
②若段内地址≤段的长度，合法访问。
4．物理地址＝段的起始地址＋段内地址
（六）简单分段的优点：没有段内碎片，只有外部碎片。二、简单分页与简单分段的区别
分段式存储管理与分页式存储管理都属于离散分配方式，有很多相似之处。
区别：
(1)分段是信息的逻辑单位，由源程序的逻辑结构所决定，用户可见，段长可以根据用户需要来规定，段起始地址可从任何主存地址开始，分段方式中，源程序(段号，段内位移)经连结装配后地址仍保持二维结构。
(2)而分页是信息的物理单位，与源程序的逻辑结构无关，用户不可见，页长由系统确定，页面只能从页大小的整倍数地址开始，源程序(页号，页内位移)经连结装配后地址变成了一维结构。
分页式存储管理是针对连续分配方式的局限性而产生的一种的离散分配方式，其优点是在为程序分配内存空间时不要求一个连续的内存空间，它增大了分配的灵活性，极大提高了内存空间的利用率，有效缓解了连续分配方式下的碎片问题。但分页存储管理不利于用户实现信息共享。
分段存储管理主要是为了满足用户的多方面需求而引入的。采用分段式存储管理，可以方便用户编程，容易实现信息的共享，能较好地应对段中数据的动态增长，支持运行时动态链接等。重要考点
一、单项选择题
1、把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称为（）。
A、编译
B、连接
C、运行
D、地址映射
答案：D
解析：为了保证CPU执行指令时可正确访问存储单元，需将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址，这一过程称为地址映射2、动态重定位（地址映射）是在作业的（）中进行的。
A、编译过程 B、装入过程 C、修改过程 D、执行过程
答案：D
解析：动态重定位即在程序运行过程中要访问数据时再进行逻辑地址与物理地址的变换（即在逐条指令执行时完成地址映射。一般为了提高效率，此工作由硬件地址映射机制来完成。硬件支持，软硬件结合完成） 硬件上需要一对寄存器的支持二、填空题
1、在页式管理中，指令的地址部分结构形式是________和________。
答案：页号页内地址
解析：分页系统中的地址结构：页号p，页内地址d。
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三、计算题
1. 设一个逻辑地址空间有8页，每页1024字节，映射到32块的物理内存上，该逻辑地址空间需要多少位来表示？
答案：13位。
解析：其中，页号需要3位，因为=8，页内地址需要10位，因为=1024，共13位。转载注明 奥鹏无忧答案网
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