操作系统学习记录之十一:页式管理,段式管理和段页式管理

存储管理的基本模式:

1.单连续存储管理:一维逻辑地址空间的程序占用一个主存固定分区或者可变分区;

2.段式存储管理:段式二维逻辑地址空间的程序占用多个主存可变分区

3.页式存储管理:一维逻辑地址空间的程序占用多个主存页架区

4.段页式存储管理:段式二维逻辑地址空间的程序占用多个主存页架区

虚拟存储器的基本思想:

    存储管理把进程全部信息放在辅存中,执行时先将其中一部分装入主存,以后根据执行行为随用随调入; 

    如主存中没有足够的空闲空间,存储管理需要根据执行行为把主存中暂时不用的信息调出到辅存上去;

虚拟存储器的实现思路


需要建立与自动管理两个地址空间:
1.(辅存)虚拟地址空间: 容纳进程装入; 2.(主存)实际地址空间: 承载进程执行
对于用户, 计算机系统具有一个容量大得多的主存空间, 即虚拟存储器;
虚拟存储器是一种地址空间扩展技术,通常意义上对用户编程是透明的, 除非用户需要进行高性能的程序设计;

单连续分区存储管理 

    每一个进程占用一个物理上完全连续的存储空间;

分为:

单用户连续存储管理

固定分区存储管理

可变分区存储管理

     按照实际进程实际内存需求动态划分分区,并允许分区个数可变,这样既可以适应大尺寸程序,也不存在内存内零头的浪费,但是会有内存外零头;

 页式存储管理的基本原理:

分页存储器将主存划分成多个大小相等页架

程序的逻辑地址分成页;

不同的页可以放在不同页架中,不需要连续

页表用于维系进程的主存完整性

页式存储管理的逻辑地址由两部分组成:

页式存储管理的物理地址也有两部分组成:

页式存储管理的地址转换思路:

 

 页的共享:

     页式存储管理能够实现多个进程共享程序和数据

数据共享:不同进程可以使用不同页号共享数据页;

程序共享:不同进程必须使用相同页号共享代码页;

 页式虚拟存储管理的就基本思想:

    把进程全部页面装入虚拟存储器,执行时先把部分页面装入实际内存,然后,根据执行行为,动态调入不在主存的页,同时进行必要的页面调出;

段式管理:

  分段存储器的逻辑地址由两部分组成:

段号:单元号

 段式存储器管理的基本思想:

    段式存储管理基于可变分区存储管理实现,一个进程要占用多个分区;

    硬件需要增加一组用户可见的段地址寄存器,供地址转换使用;

   存储管理器需要增加设置一个段表,每个段表占用一个段表项;

段的共享:

   通过不同进程段表中的项指向同一个段基址来实现 ;

  对共享段的信息必须 进行保护,如规定只能读出不能写入;

段式虚拟存储器管理的基本思想:

       把进程的所有分段都存放在辅存中,进程运行时先把当前需要的一段或者几段装入主存,在执行过程中访问到不在主存的段时再把他们动态装入;

段页式存储管理的基本思想:

      段式存储管理可以基于页式存储管理实现,每一段不必占据连续的存储空间,可存放在不连续的主存页架中;

 

 

  总结:

    页式管理的基本原理是将各进程的虚拟空间划分成若干个长度相等的页,页式管理把内存空间按页的大小划分成片或者页面,然后把页式虚拟地址和内存地址建立一一对应的页表,并用相应的硬件地址变换机构来解决离散地址变换问题。其优点是没有外碎片,每个碎片不超过页的大小,缺点是程序全部装入内存,要求有相应的硬件支持,例如地址变换机构缺页中断的产生和选择淘汰页面等都要求相应的硬件支持,增加了及器成本;

       段式管理的基本思想是把程序按照内容或者过程函数关系分成段,每段都有自己的名字。一个用户作业或者进程所包含的段对应一个二维线性虚拟空间,也就是一个二维虚拟存储器。段式管理程序以段为单位分配内存,然后通过地址映射机构把段式虚拟地址转换为实际内存物理地址。优点是可以分别编写和编译,可以针对不同类型的段采取不同的保护,可以按段为单位来进行共享,包括动态链接来进行代码共享,缺点是会产生碎片

      段页式管理:为了实现段页式管理,系统必须为每个作业或者进程建立一张段表以管理内存分配与释放,缺段处理等。另外由于一个段又被划分成了若干页。每个段又必须建立一张页表以把段中的虚页变换成内存中的实际页面。显然与页式管相同,页表中也要有相应的实现缺页中断处理和页面保护等功能的表项。段页式管理是段式管理与页式管理方案的结合,所以具备这两者的优点,缺点是复杂性增加了,执行速度下降;

补充:

缺页中断率:访问不成功的次数/访问的总次数;

LRU:淘汰最近一段时间较久未被访问的那一页;

LFU:淘汰最近一段时间内访问次数较少的 页面;

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/cxy19931018/article/details/81631410
今日推荐