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文档简介

新世纪高职高专实用规划教材 微机与操作系统贯通教程,王宝军 著 清华大学出版社,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,第5章 内存储器及其管理,学习目的与要求 内存储器是微机系统中仅次于CPU的第二大珍贵资源,任何程序都必须调入内存才能被CPU执行。本章从微机存储系统的层次结构出发,介绍各类内存储器的电路原理、工作特性、组构与接口设计方法,以及内存管理的连续分配和离散分配两种方式。重点掌握内存容量的形成、与CPU的连接方法、分页管理及虚拟存储器的实现等内容,并通过上机操作,能利用Windows系统提供的任务管理器、性能监视器实时监视内存使用情况,能根据实际需要调整虚拟存储器的大小。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,5.1 微机存储系统概述,主要内容,1. 存储器的分类与分层,2. 存储器的性能指标,3. 微机存储系统中的两个层次,重点关注: 内存储器的分类与主要性能指标 微机存储系统中的两个层次及其比较,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,1. 存储器的分类与分层,存储器有多种不同的分类方法,如按照所使用的存储介质不同可分为半导体存储器、磁存储器和光存储器;按信息的可保存性可分为易失性(非永久性记忆)存储器和非易失性(永久性记忆)存储器;按存储器的读写功能可分为只读存储器和读写存储器等等。但平常采用最多的是按存储器在计算机系统中所处的地位不同,将其分为内部寄存器组、主存储器和辅助存储器三级。,内部寄存器组是包含在CPU内部存储器,它有着与CPU内部操作相匹配的、最高的存取速度。但其容量非常有限,通常用于暂存将要执行的指令、将要用到的数据及中间结果。,主存储器具有比CPU稍慢的存取速度,用来存放计算机运行时需要的程序和数据,CPU可以直接访问主存储器的任何一个单元。由于主存储器包含在主机内部,所以又称为内存储器。内存通常由半导体器件构成,按信息的读写功能不同又分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种。,辅助存储器不能被CPU直接访问,其永久保存的程序和数据文件必须以块为单位成批地调入内存后方可由CPU使用。辅助存储器有着较大的容量、较慢的存取速度。由于辅助存储器属于计算机的外部设备,所以又称为外存。目前微机系统中常用的外存有硬盘、光盘、USB存储盘。,存储系统的层次结构,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,2. 存储器的主要性能指标,存储容量,表示存储器所能存储二进制信息的总量。内存容量越大,意味着计算机处理速度越快,因为减少了内、外存之间的数据交换次数。存储容量以字节(B)为单位,还可以用千字节(KB)、兆字节(MB)、吉字节(GB)、太字节(TB)等派生单位来表示,他们之间都是1024(即210)的倍数关系。,存取速度,存取时间启动一次存储器操作到完成该操作所用的时间。通常手册上给出的是该参数的上限值,即最大存取时间。 存取周期连续两次存储器操作之间的最小时间间隔。该时间值一般略大于存取时间,其差别与存储器的物理实现细节有关。,价格,常用每位的价格来衡量,除存储元件本身,还应包括为该存储器设置外围电路的价格。存储器总价格与存储容量成正比,与存取速度成反比。一般来说,速度较快的存储器,其价格也较高,容量也不可能太大。因此,容量、速度、价格三个指标之间是相互制约的。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,3. 微机存储系统中的两个存储层次,(1)Cache主存层次,为了缓解CPU与主存速度上不匹配的矛盾,在CPU和主存之间设置了一个容量小但速度比主存快数倍的高速缓冲存储器(Cache),形成了存储系统中的Cache主存层次。,(2)主存辅存层次(虚拟存储器),通过附加的硬件和存储管理软件,让计算机自动完成主存与辅存之间的调入、调出工作,从而实现了利用小容量主存运行大规模程序的虚拟存储器(Virtual Memory),解决了对存储器大容量和低成本要求之间的矛盾。,两个存储层次实现的理论基础 程序局部性原理 通过大量典型程序运行情况的分析表明,在一个较小的时间间隔内,程序所要用到的指令或数据的地址往往集中在一个局部区域内,因而对局部范围内的存储器地直频繁访问,而对此地址之外的地址则访问甚少,这种现象称为程序访问的局部性原理。,两个存储层次的区别 目的不同,Cache弥补主存与CPU之间的速度差距;而虚拟存储器弥补主存和辅存之间的容量差距。 Cache是在CPU与主存之间的物理存储器,CPU可直接访问;而虚拟存储器并非物理存储器。 Cache每次传送的信息块定长,一般几十字节;而虚拟存储器信息块是按分页或分段方案的。 Cache存取信息过程全部由辅助硬件实现;而虚拟存储器是由辅助软件和硬件相结合实现的。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,5.2 内存储器及其接口,主要内容,2. DRAM原理与特性,3. RAM芯片的结构,5. 内存容量的形成,6. 内存与CPU的连接,1. SRAM原理与特性,4. 只读存储器ROM,重点关注: 两种RAM的原理与特性 内存容量的字位扩展与寻址 RAM芯片内部电路矩阵 内存与CPU三类总线的连接,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,1. SRAM的工作原理与特性,(1)基本存储电路,采用6个MOS管组成,由Q1Q4组成一个双稳态触发器,Q1、Q2为工作管,Q3、Q4为负载管,可以快速达到两种稳定状态。Q5、Q6为门控管,相当于两个开关,由字线W控制。,(2)保持和读/写操作过程,保持。字线W平时处于低电平,使门控管Q5、Q6截止,触发器保持原来状态不变。 写操作。被选中存储单元的字线W加正脉冲,使门控管Q5、Q6导通。写“1”时,位线I/O上加低电平,迫使Q1导通、Q2截止,触发器被置为“1”状态。写“0”则相反。 读操作。存储单元被选中后,A、B点电位就通过Q5、Q6传送到位线上,即被读出。,(3)SRAM的特点,SRAM的优点:由于两个MOS管交叉藕合,读写操作时能使触发器迅速达到稳定状态,所以存取速度快;所存的信息只要有电就能保持,无论多少次读操作都不会破坏触发器的状态,也就不需要刷新,简化了外部电路。 SRAM的缺点:一是包含的MOS管数目较多,所以集成度较低,即位容量少;二是两个交叉耦合的管子总有一个处于导通状态,所以会持续消耗功率,功耗较大。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,2. DRAM的工作原理与特性,(1)基本存储电路,由一只MOS管和一个与源极相连的电容C组成,用电容C上是否存储有电荷来记忆信息“1”和“0”。,(2)保持和读/写操作过程,保持。行选择线平时处于低电平,Q截止,电容C与外电路断开,既不能被充电,也不能被放电,保持原来的状态不变。 写操作。被选中单元的行、列选择线为高电平。若数据线送来“1”,则对电容充电;“0”信息则电容C通过数据线放电。 读操作。单元被选中后Q导通,若原存储“1”,则C的电荷经刷新放大器放电,产生“1”输出;若原存储“0”则不产生读出电流。,(3)SRAM的特点,DRAM的优点:基本存储电路元器件少,集成度高,即位容量大;平时只存在电容C的泄漏电流,所以功耗很小。 DRAM的缺点:读写操作由电容C充放电实现,尤其是破坏性读操作需要适当延长时间,存取速度相对于SRAM较慢;为保持所存信息,必须增加刷新电路进行周期性定时刷新。,DRAM的刷新操作 破坏性读出刷新:适当延长读操作的时间,读操作之后由刷新放大器对C充电。 周期性定时刷新。由T=RC决定刷新时间,周期性地逐行刷新。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,3. RAM芯片的内部结构与外部引脚,RAM芯片的内部结构。将基本存储电路排成阵列,再加上地址译码电路和读写控制电路就可以构成读写存储芯片,这种矩阵方式排列可以大大节省译码电路。 SRAM芯片的外部引脚。由位容量和组织方式决定片内地址线和数据线数量;控制线主要有三条:片选信号 、输出允许 和读写控制 信号。 DRAM芯片的外部引脚。由位容量和组织方式决定片内地址线和数据线数量;控制线主要有三条: 行地址选通信号 、列地址选通信号 和写允许信号 。,RAM阵列的行、列译码 Intel 6116外部引脚 Intel 2164A外部引脚,DRAM集成度高,存储芯片的位容量要比SRAM大得多,也就需要有更多的地址线数目。因此,DRAM芯片内部除了将基本存储电路排列成矩阵方式外,还往往采用行地址线和列地址线分时工作的方法,使芯片外部地址线引脚数目减少一半。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,4. 只读存储器ROM,(1)掩膜ROM,掩膜ROM中的信息是由生产厂商利用光刻掩膜技术一次性写入的,制造完成后其信息就不能改写。从结构上来说,除上述行列结构外,还有类似于DRAM中的双译码结构。,(2)可编程ROM(PROM),PROM采用晶体管发射极连接一个熔丝的方法,因此可以由用户在使用前一次性写入信息,之后只能读出,不能修改。,(3)可擦除的可编程ROM,光可擦除的可编程ROM(EPROM)可利用紫外线灯照射擦除已存信息,再用EPROM编程器重新编程。主要存在三个问题:一是需照射时间长;二是不能擦除个别单元;三是编程需加20V高压。 电可改写的可编程ROM(E2PROM)克服了EPROM使用不便的缺点,能够在线读写,无需专用的编程器和擦除器。,闪速存储器(Flash Memory,简称闪存)这是一种新型半导体存储器,众多优势使其特别适合做固态磁盘驱动器,尤其在PC、笔记本和掌上型袖珍电脑中更是大量采用闪存做成存储卡,以其低成本和高可靠性来取代磁盘或替代RAM。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,5. 内存容量的形成与寻址,在设计一个具体系统的存储器时,根据所选用的存储芯片,首先要考虑采用什么方式形成系统所需的存储容量及如何寻址;然后考虑存储器与CPU之间怎样连接。要组成系统所需求的存储容量,应有以下三个步骤: 位扩展。采用一片或多片存储芯片组成一组,使其数据位数符合存储单元要求。 字扩展。将位扩展之后而形成的一组或多组存储芯片组织成符合要求的存储容量。 寻址。即地址译码问题,通常将地址总线的低位地址用作片内寻址,用于选中存储单元;将高位地址通过译码用作片选信号,即选中不同的存储芯片。,实例:使用2114存储芯片组成2K8位RAM。 由于2114是1K4位的RAM芯片,首先采用位扩展将两个芯片组成8位数据的一组,分别连接数据总线低4位和高4位;然后采用字扩展用两组以形成1K8的容量。 寻址2KB容量需要11根地址线,片内寻址1K用低10位地址A9A0;最高1位地址线A10用于两组芯片之间寻址。,在存储器实际组构时,通过地址译码实现片选的方法通常有三种:线选法、全译码和部分译码。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,6. 存储器与CPU的连接,除数据总线、地址总线和控制总线的连接外,还要注意两个问题: CPU总线的负载能力; 存储器与CPU之间速度和时序的匹配。,8086系统的字长要求是16位,需要两个8位存储体才能支持8位或16位的存取操作。为此,我们可以把4个RAM芯片分为偶地址体和奇地址体两部分,偶地址体的8位数据连接数据总线的D0D7,奇地址体连接D8D15。,实例:在某8086微机系统中,要求最高32KB地址为ROM区(F8000HFFFFFH),最低32KB为RAM区(00000H07FFFH)。所选用的ROM芯片为EPROM 27256,其容量为32KB8;RAM芯片为SRAM 6264,其容量为8KB8。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,5.3 存储器的连续分配方式,主要内容,1. 存储管理主要功能,2. 单一连续分区管理,3. 多重固定分区管理,4. 多重动态分区管理,重点关注: 存储管理的主要功能 连续分配方式共有的特点 多重分区的分配算法 多重分区管理的碎片问题,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,1. 存储管理的主要功能(一),当作业向系统申请存储空间时,内存分配程序就要在现有的空闲内存中选择一个大小相当的区域分配给作业。当作业运行完毕之后,就要释放它所占的空间,并由系统回收。,装入内存后的作业还要把指令所访问的逻辑地址转换为物理地址: 绝对地址(基地址寄存器)相对地址 地址映射也称地址变换或重定位,其实现方法有静态重定位和动态重定位两种。,在主存辅存层次上通过辅助硬件和存储管理软件实现虚拟存储器。它是把辅存当作主存来使用一种虚拟资源,用户能使用比实际内存大得多的虚拟空间,实现了内存的扩充。,它的实现需要四个条件: 实际内存空间 辅存上的交换区 虚拟地址空间 换进、换出机制,当系统运行一段时间后,由于内存空间经过不断分配和释放,可能会产生许多分散的、难以再被分配的碎片。通过对存储区的整理,把内存中的碎片合并,可以形成更大的自由分区。,存储保护就是要保护进程的数据不被非法访问者破坏,它采取的手段主要有两种,即:界地址寄存器保护法和访问授权保护法。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,1. 存储管理的主要功能(二),方法:静态重定位是在装入过程完成后,在该程序执行前,一次性将所有指令要访问的逻辑地址全部转换为物理地址,而在程序运行过程中不再修改。 特点:实现简单,不需要增加任何硬件设备,全部用软件实现。存在缺点是:整个作业一次性装入而无法实现虚拟存储器;作业大小受到能分配给它的内存空间限制;无法共享。,静态重定位:,方法:在程序运行过程中,当指令需要执行时对要访问的地址进行修改。 特点:提供了实现虚拟存储器的基础;实现了内存的非连续分配;有利于程序段的共享。,动态重定位:,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,2. 单一连续分区管理,基本思想在单道环境下,整个内存空间除了操作系统占用的部分以外,其余可用内存空间作为一个连续分区供用户程序使用。 分配与释放只针对一个可用区域,当用户作业大小超过内存可用空间时,系统就会提示内存不够的信息而使进程无法执行,否则用户作业获得正常分配而装入作业。当用户作业运行完毕需要释放时,只需将用户区标志为未分配即可。 地址映射采用静态重定位方式。 存储保护使用界地址寄存器保护法。 优点管理简单;使用安全;不需要任何附加硬件。 缺点作业的大小受用户区大小的限制;不支持多用户;容易造成系统资源的浪费,CPU和内存利用率都很低。,单用户单任务DOS就是采用单一连续分区的典型例子。DOS只能使用1MB内存空间,整个空间被分为两部分:处于低端的640KB基本内存和处于高端的扩展内存。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,3. 多重固定分区管理,基本思想将内存空间由小到大划分为若干个位置固定、大小不等的区域,每个区域可以存放一个作业,存放于不同区域的作业可以并行运行。用户逻辑地址空间依然是一个连续的整体,在作业申请进入内存时一次性装入。 数据结构采用内存分区表来描述内存区域情况,包括区域的起始位置、大小、使用状态等;采用作业表来描述存放的作业,包括作业名称、占用区域及其起始位置等。,分配与释放分配算法在动态分区中介绍,内存释放只需修改相应表项的状态。 地址映射采用静态重定位方式。 存储保护使用界地址寄存器或访问授权保护法。 优缺点 提高了CPU的利用率。多个作业的并存减少了CPU的等待时间。 作业大小受到最大分区大小的限制。作业仍需要一次性装入连续存储区,即使内存中自由分区的总量大于作业大小,仍有可能无法分配。 空间浪费。每个分区都存在部分不能再利用的碎片,而且还可能存在较小作业占用较大分区的现象,从而使内存空间的利用率仍然较低。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,4. 多重动态分区管理(一),基本思想多重动态分区是一种灵活的分区方法,它根据作业对内存空间的申请来划分内存区域,所以分区的大小可变、位置可变、数量也可变。 数据结构 已使用分区表描述已被分配区域的起始位置、区域大小、对应的作业名。 自由分区表描述内存中自由区域的起始位置、区域大小。 自由分区链利用每个自由分区的头几个单元存放分区大小以及一个指向下一个自由分区的链接指针,使所有自由分区形成一个链表。 分配与释放系统初启时只有一个自由分区,作业申请空间时只要按顺序为作业划分大小合适的分区即可。但随着不断的分配与释放,内存中就会形成多个分散的、大小不等的自由分区。这种情况下有作业申请空间时,就要按某种算法来分配自由分区:,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,4. 多重动态分区管理(二),最先适应按内存地址从低到高找到第一个满足作业申请大小的自由分区分配给作业。 最佳适应找到一个最小、且能满足作业申请大小的自由分区分配给作业。 最坏适应找到一个最大、且能满足作业申请大小的自由分区分配给作业。 三种分配算法的比较: 从搜索速度上看,最先适应算法具有最佳性能,另两种算法都要求自由分区链按自由区大小排列,所以无论分配还是释放空间时,都要重新调整自由分区链而增加系统开销。从空闲区的利用率角度看,最佳适应算法尽可能地利用了低地址空间,从而保证高地址空间有较大的空闲区来放置要求内存较大的作业,表面上看似乎所选择的区域最为合理,但它分配后的剩余部分也最小,在无法合并的情况下会产生更多无法利用的碎片;最坏适应算法看起来似乎不合理,但它却正是基于分配后的剩余部分仍能利用,而不留下碎片空闲区这一思想出发的。,地址映射可以采用动态重定位方式。 存储保护使用界地址寄存器或访问授权保护法。 优缺点 多道程序数目得以提高。 提高了内存的利用率。 作业大小受内存容量及当时内存的占用情况的限制。 对碎片问题的解决需要以增加系统开销为代价。 不便共享。这是分区管理的共性问题,因为作业需要连续存放。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,5.4 存储器的离散分配方式,主要内容,1. 静态分页管理,2. 动态分页管理,3. 分段管理,4. 段页式管理,重点关注: 分页管理的基本思想 请求页式虚拟存储器的实现 分页管理的地址映射 分段与段页式管理的特点比较,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,1. 静态分页管理(一),存储器的离散分配方式实现了作业在内存中的非连续存放,克服了连续分配方式的种种弊端,大大提高了内存的利用率。,分页管理的基本思想将内存划分成连续的大小相等的块,作业的逻辑地址空间划分成连续的大小相同的页面,并且页面的大小与内存块的大小相同。作业进入内存时其不同的页面对应于内存中不同的块,连续的页面可以对应不连续的块。 内存块的大小与内存容量以及内、外存之间数据传输速度有关,一般为14KB。作业逻辑地址空间划分页面后,其逻辑地址就被分为两部分:页面号p和页内位移w。页内位移范围(即位数)与内存块的大小有关,页面号的范围还取决于逻辑地址的位数。 静态分页管理的数据结构,页表 作业表,页表寄存器 内存分块表,内存分块表有两种构成方法:位示图方法和空闲块链方法。作业表和内存分块表都是整个系统一张,而页表是每个作业一张。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,1. 静态分页管理(二),静态分页管理的地址映射由硬件通过页表寄存器所指向的页表来实现。例如,有一个页面号为p、页内位移为d的逻辑地址,将它映射到物理地址的过程是: 页表起始地址=(页表寄存器)。 页面号p的表目地址=页表始址+表目长度p,由此获得对应的内存块号P。 绝对地址=内存块号P块长L+d,静态分页管理的分配与释放当作业需要内存空间时,根据作业所需的页面数来分配对应大小的页表;然后根据内存分块表来查找未使用的内存块分配给作业,并登记到相应的页表,直到所有的页面分配完毕。释放时只需将内存分块表上对应的内存块状态改为未分配,再释放作业所对应的页表及作业表中的相应表项。,静态分页管理的特点 管理简单。由于内存块是最小管理单位,大小相等,分配与释放都较为简单。 地址映射需要硬件支持,且每访问一次内存数据需要经过两次寻址。 减少了内存碎片。解决了内存中的浮动碎片,只存在平均每个作业有半个页面的页内碎片问题,但页内碎片相对较小。 由于页面划分没有考虑作业空间的逻辑意义,无法实现真正意义上的共享。 作业大小受内存可用页面数的限制,因为作业是执行前一次性装入的。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,1. 动态分页管理(一),动态分页管理的数据结构,如何发现那些不在内存中的页面以及如何处理缺页,是动态分页管理所必须解决的两个基本问题。当需要运行的页面不在内存时,如何处理缺页,又涉及以下三个方面的问题: 采用何种方式把所缺的页调入内存。 如果内存中没有空闲的内存块,采用何种策略来淘汰已占据内存的页面。 在选中某个页面将被淘汰时,应能判断该页面是否曾被修改过,以决定是否需要重写到外存上加以保存。,动态分页管理不是在作业执行之前把作业的所有页面都一次性地分配进内存,而是根据作业的使用情况将需要运行的页面存放于内存。作业以副本的形式存放在辅存的交换区,当需要运行辅存上的页面时,再将对应的页面调入内存。,综上所述,动态分页管理中的作业表、内存分块表都与静态分页管理相同,但页表中除页面号、内存块号外,还需要增加缺页状态、外存地址、改变位等内容。,地址映射与加速寻址地址映射方法与静态分页管理都需要经过寻找页表表目和寻找内存地址的二次寻址过程。为了加快寻址速度,常把页表存放在Cache中(快表)。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,2. 动态分页管理(二),分配算法与淘汰算法在为作业分配空间时往往调入最先使用的页面,其余页面都置成缺页状态。当访问的页面不在内存时,就会激活缺页中断机构以调入需要的页面。在调入页面时若无空闲内存块,则需要运行淘汰算法换出页面。常用淘汰算法有:,动态分页管理的特点 除了具有静态分页管理的所有优点,其最大的特点是实现了虚拟存储器。但由于页面的划分没有考虑作业空间的逻辑意义,所以无法实现真正意义上的共享。, 先进先出(FIFO)算法 最近最久未使用算法(LRU) 随机淘汰算法 理想型淘汰算法(OPT),若淘汰算法选择不当,有可能刚被调出内存的页面又要马上被调回内存,而不久却又马上被淘汰而调出内存,如此反复,使页面调度非常频繁,以致大部分时间都花费在内存和外存之间的调入调出上,这种现象称为抖动(Thrashing)。 在FIFO算法实现中,有时会出现分配的内存块数越多,缺页次数反而增加的奇怪现象,这种现象称为Belady现象。,注 意,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,3. 分段管理(一),基本思想分段管理是将作业地址空间按逻辑意义划分成段,每个段都有其对应的段号和段长,对分段数量和分段的长度没有限制。内存空间采用多重动态分区的形式,作业中的段对应于内存中的分区,分区的长度和位置没有限制。 分段管理中的逻辑地址被分为两部分:段号S和段内位移d。由于每个段号可对应不同的段长,所以每个段的段内位移范围不同,段号S和段内位移d无法用一个变量来替代,这与分页管理中利用页号p和页内位移d形成一个线性地址不同。,段表 内存分区表,段表寄存器 作业表,地址映射方法与分页管理类似,也要经过二次寻址。例如,逻辑地址的段号为S,段内位移为d,它转换为物理地址的过程是:, 段表起始地址=(段表寄存器) 段表中段号S的表目地址=段始址+表目长度S,由此得到对应内存分区地址S 绝对地址=Sd,数据结构,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,3. 分段管理(二),分配与释放与动态分区方法类似,在系统初启时,内存中只有一个连续的空闲分区,此时一般为作业分配空间按FIFO原则。但随着分区的不断申请和释放,其空闲分区不再连续。此后的内存空间申请,可以按最先适应、最佳适应或最坏适应算法而调入作业。由于内存空间有限,可能在某段需要调入内存时,无法找到所需的空闲分区,这时又与动态分页管理类似,需要按FIFO、LRU等淘汰算法来选择一个段调出内存。,主要特点分段管理最突出的优点就是实现了动态连接与共享以及虚拟存储器;主要缺点是段长受内存容量的限制、内存管理复杂,这与动态分区管理类似。,连接、共享与保护当作业空间逻辑分段后,用户是依靠调用指令来实现段与段之间的关系,存储管理将Call Sub语句的实现称为连接。连接方式有静态连接和动态连接两种。由于段是按作业的逻辑意义划分的,所以真正实现了共享。分段管理的存储保护也明显优于分页管理,因为段表中的段始址和段长度其实就是基址和长度寄存器的内容,再加上段表中的存取方式限制,很容易实现访问授权控制。,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,4. 段页式管理,基本思想将内存空间划分成大小相等、位置固定的块,作业地址空间按逻辑意义划分成大小不等的段,每段再按内存块的大小划分成大小相等的页面,段内的页面对应于内存中的块。,作业的逻辑地址被划分为三个部分:段号S、页号P、页内位移d,所以地址映射就要经过查段表、查页表、求物理地址的三次寻址过程,增加了系统复杂度和开销。 把段式管理和页式管理结合起来,取长补短,既具有分段管理便于实现动态连接、共享、保护的优点,又具有动态分页管理有效减少碎片的突出优势。,特点归纳,微机与操作系统贯通教程 王宝军 著 清华大学出版社,第5章小结(一),存储器是计算机中用来存储信息的部件,按其所处的地位不同,通常分为内部寄存器组、主存和辅助三个层次。主存按信息读写功能不同分为RAM和ROM两种,而ROM又有掩膜ROM、PROM、EPROM、E2PROM以及新型的闪速存储器等。辅存按存储介质不同

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