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    2021-07-17 05:42:00

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    操作系统的存储管理功能实际上是管理什么?

    操作系统的存储管理功能实际上是管理内存资源.

    操作系统的五大管理功能:

    (1)作业管理:包括任务、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实等;

    (2)文件管理:又称为信息管理;

    (3)存储管理:实质是对存储“空间”的管理,主要指对主存的管理;

    (4)设备管理:实质是对硬件设备的管理,其中包括对输入输出设备的分配、启动、完成和回收;

    (5)进程管理:实质上是对处理机执行“时间”的管理,即如何将CPU真正合理地分配给每个任务。

    五大类型操作系统各自的特点分别是:

    (1) 批处理操作系统的特点有:a. 用户脱机使用计算机。用户提交作业之后直到获得结果之前就不再和计算机打交道。作业提交的方式可以是直接交给计算中心的管理操作员,也可以是通过远程通讯线路提交。提交的作业由系统外存收容成为后备作业。

    b.成批处理。操作员把用户提交的作业分批进行处理。每批中的作业将由操作系统或监督程序负责作业间自动调度执行。

    c.多道程序运行。按多道程序设计的调度原则,从一批后备作业中选取多道作业调入内存并组织它们运行,成为多道批处理。

    (2) 分时操作系统的特点有:a. 交互性:首先, 用户可以在程序动态运行情况下对其加以控制。其次,用户上机提交作业方便。第三,分时系统还为用户之间进行合作提供方便。

    b. 多用户同时性:多个用户同时在自己的终端上上机,共享CPU和其他资源,充分发挥系统的效率。

    c.独立性:客观效果上用户彼此间感觉不到有别人也在使用该台计算机,如同自己独占计算机一样。

    (3) 实时操作系统的特点有:a. 实时时钟管理(定时处理和延时处理)。

    b. 连续的人-机对话,这对实时控制往往是必须的。

    c.要求采取过载保护措施。例如对于短期过载,把输入任务按一定的策略在缓冲区排队,等待调度; 对于持续性过载,可能要拒绝某些任务的输入; 在实时控制系统中,则及时处理某些任务,放弃某些任务或降低对某些任务的服务频率。

    d.高度可靠性和安全性需采取冗余措施。双机系统前后台工作,包括必要的保密措施等。

    (4) 网络操作系统的特点有:a. 计算机网络是一个互连的计算机系统的群体。

    b. 这些计算机是自治的,每台计算机有自己的操作系统,各自独立工作,它们在网络协议控制下协同工作。

    c.系统互连要通过通信设施(硬件、软件)来实现。

    d.系统通过通信设施执行信息交换、资源共享、互操作和协作处理,实现多种应用要求。

    (5) 分布式操作系统的特点有:a.计算机网络的开发都遵循协议,而对于各种分布式系统并没有制定标准的协议。当然,计算机网络也可认为是一种分布式系统。

    b.分布式系统要求一个统一的操作系统,实现系统操作的统一性。

    c.分布式操作系统对用户是透明的。但对计算机网络,若一个计算机上的用户希望使用另一台计算机上的资源,则必须明确指明是哪台计算机。

    d.分布式系统的基础是网络。分布式系统已不仅是一个物理上的松散耦合系统,同时还是一个逻辑上紧密耦合的系统。

    e.分布式系统还处在研究阶段。而计算机网络已经在各个领域得到广泛的应用。

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    千次阅读 2021-12-21 17:43:30
    文章目录操作系统实验五--存储管理一、实验目的二、实验内容三、设计原理及相关算法四、结果分析五、源代码 操作系统实验五–存储管理 一、实验目的 1、了解虚拟存储技术的特点,掌握请求页式存储管理的主要页面置换...

    操作系统实验五–存储管理

    一、实验目的

    1、了解虚拟存储技术的特点,掌握请求页式存储管理的主要页面置换算法原理。

    2、掌握请求页式存储管理中页面置换算法的模拟设计方法。

    二、实验内容

    设计一个虚拟存储区和内存工作区,并使用下述方法计算访问命中率。

    ①先进先出的算法(FIFO);

    ②最近最少少使用算法(LRR);

    ③最佳淘汰算法(OPT):选淘汰最不常用的页地址;

    ④最少访问页面算法(LFR);

    ⑤最近最不经常使用算法(NUR).

    (其中③④为选择内容)

    ​ 命中率= 1 - 页面失效次数 / 页地址流长度

    三、设计原理及相关算法

    1、通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。指令的地址按下述原则生成:

    ​ ①50%的指令是顺序执行的;

    ​ ②25%的指令是均匀分布在前地址部分;

    ​ ③25%的指令是均匀分布在后地址部分。

    ​ 具体的实施方法是:

    ​ ①在[1,319]指令地址之间随机选取一起点m;

    ​ ②顺序执行一条指令,即执行地址为m十1的指令;

    ​ ③在前地址[0,m十1]中随机选取一条指令并执行,该指令的地址为 m’;

    ​ ④顺序执行一条指令,其地址为m‘+1;

    ​ ⑤在后地址[m’+2,319]中随机选取一条指令并执行;

    ​ ③重复上述步骤①~⑤,直到执行320次指令。

    2、将指令序列变换成为页地址流

     设:①页面大小为IK;
    

    ​ ②用户内存容量为4页到32页;

    ​ ③用户虚存容量为32K。

     在用户虚存中,按每K存放10条指令排列虚存地址,即320条指令在虚存中的存放方
    

    式为:

    第0条~第9条指令为第0页(对应虚存地址为[0,9]);

    第10条~第19条指令为第1页(对应虚存地址为[10,19]);

    第 310条~第 319条指令为第 31页(对应虚存地址为[310,319])。

    按以上方式,用户指令可组成32页。

    四、结果分析

    image-20211221174054132

    五、源代码

    //1.存储管理。
    #define TRUE 1
    #define FALSE 0
    #define INVALID -1
    #define NULL  0
    #define  total_instruction 320     /*指令流长*/
    #define  total_vp  32               /*虚页长*/
    #define  clear_period  50           /*清0周期*/
     
    typedef struct                      /*页面结构*/
    {
    	int pn;      //页号 logic number
    	int pfn;     //页面框架号 physical frame number
    	int counter; //计数器
    	int time;    //时间
    }pl_type;
     
    pl_type pl[total_vp];                      /*页面线性结构---指令序列需要使用地址*/
     
    typedef struct pfc_struct                  /*页面控制结构,调度算法的控制结构*/
    {                          
        int pn;
    	int pfn;
    	struct pfc_struct *next;
    }pfc_type;
     
     
    pfc_type pfc[total_vp], *freepf_head, *busypf_head, *busypf_tail;
     
    int diseffect,  a[total_instruction]; /* a[]为指令序列*/
     
    int page[total_instruction],  offset[total_instruction];/*地址信息*/
     
    int  initialize(int);
    int  FIFO(int);
    int  LRU(int);
    int  LFU(int);
    int  NUR(int); //not use recently
    int  OPT(int);
     
    int main( )
    {
    	int s,i,j;
     
    	srand(10*getpid());                    /*由于每次运行时进程号不同,故可用来作为初始化随机数队列的“种子”*/
     
    	s=(float)319*rand( )/32767/32767/2+1;  /*正态分布*/
     
    	for(i=0;i<total_instruction;i+=4)        /*产生指令队列*/
    	{
    		if(s<0||s>319)
    		{
    			printf("When i==%d,Error,s==%d\n",i,s);
    			exit(0);
    		} 
    		a[i]=s;                                   /*任选一指令访问点m*/
    		a[i+1]=a[i]+1;                            /*顺序执行一条指令*/
    		a[i+2]=(float)a[i]*rand( )/32767/32767/2; /*执行前地址指令m*/
    		a[i+3]=a[i+2]+1;                          /*顺序执行一条指令*/
     
    		s=(float)(318-a[i+2])*rand( )/32767/32767/2+a[i+2]+2;
    		if((a[i+2]>318)||(s>319))
     
    			printf("a[%d+2],a number which is :%d and s==%d\n",i,a[i+2],s);
     
    	}
    	for (i=0;i<total_instruction;i++) /*将指令序列变换成页地址流*/
    	{
    		page[i]=a[i]/10;
    		offset[i]=a[i]%10;
    	}
    	for(i=4;i<=32;i++)   /*用户内存工作区从4个页面到32个页面*/
    	{
    		printf("--%2d page frames   ",i);
    		FIFO(i);
    		LRU(i);
    		LFU(i);
    		NUR(i);
    		OPT(i);
    		
    	}
    	return 0;
    }
     
    /*初始化相关数据结构 total_pf表示内存的块数 */
     
    int initialize(int total_pf)             
    {
    	int i;
    	diseffect=0;
    	for(i=0;i<total_vp;i++)
    	{
     
    		pl[i].pfn=INVALID;       /*置页面控制结构中的页号,页面为空*/
    		pl[i].counter=0;         /*页面控制结构中的访问次数为0*/
    		pl[i].time=-1;           /*访问的时间*/
    	}
     
    	for(i=0;i<total_pf-1;i++)	/*建立pfc[i-1]和pfc[i]之间的链接*/
    	{	
    		pfc[i].next=&pfc[i+1];
    		pfc[i].pfn=i;
    	}   
     
    	pfc[total_pf-1].next=NULL;
    	pfc[total_pf-1].pfn=total_pf-1;
    	freepf_head=&pfc[0];         /*空页面队列的头指针为pfc[0]*/
    	return 0;
    }
     
    int FIFO(int total_pf)              /*先进先出算法total_pf:用户进程的内存页面数*/
    {
    	int i,j;
    	pfc_type *p;					/*中间变量*/
    	initialize(total_pf);         /*初始化相关页面控制用数据结构*/
    	busypf_head=busypf_tail=NULL; /*忙页面队列头,队列尾链接*/
    	for(i=0;i<total_instruction;i++)
    	{
    		if(pl[page[i]].pfn==INVALID)   /*页面失效*/
    		{
    			diseffect+=1;                  /*失效次数*/
    			if(freepf_head==NULL)         /*无空闲页面*/
    			{
    				p=busypf_head->next;       
    				pl[busypf_head->pn].pfn=INVALID;
    				freepf_head=busypf_head;  /*释放忙页面队列的第一个页面*/
    				freepf_head->next=NULL;  /*表明还是缺页*/
    				busypf_head=p;
    			}
    			p=freepf_head->next;        
    			freepf_head->pn=page[i];
    			pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;
    			freepf_head->next=NULL; /*使busy的尾为null*/
    			if(busypf_tail==NULL)
    			{
    				busypf_tail=busypf_head=freepf_head;
    			}
    			else
    			{
    				busypf_tail->next=freepf_head;
    				busypf_tail=freepf_head;
    			}
    			freepf_head=p;
    		}
    	}
    	printf("FIFO:%6.4f  ",1-(float)diseffect/320);
    	return 0;
    }
    int LRU (int total_pf)       /*最近最久未使用算法least recently used*/
    {
    	int min,minj,i,j,present_time; /*minj为最小值下标*/
    	initialize(total_pf);
    	present_time=0;
    	for(i=0;i<total_instruction;i++)
    	{
    		if(pl[page[i]].pfn==INVALID)             /*页面失效*/
    		{
    			diseffect++;
    			if(freepf_head==NULL)              /*无空闲页面*/
    			{
    				min=32767;						/*设置最大值*/
    				for(j=0;j<total_vp;j++)            /*找出time的最小值*/
    				{ 
    					if(min>pl[j].time&&pl[j].pfn!=INVALID)
    					{
    						min=pl[j].time;
    						minj=j;
    					}
    				}
    				freepf_head=&pfc[pl[minj].pfn];   //腾出一个单元
    				pl[minj].pfn=INVALID;
    				pl[minj].time=0;
    				freepf_head->next=NULL;
    			}
    			pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;   //有空闲页面,改为有效
    			pl[page[i]].time=present_time;
    			freepf_head=freepf_head->next;      //减少一个free 页面
    		}
    		else
    		{
    			pl[page[i]].time=present_time;        //命中则增加该单元的访问次数
    			present_time++;
    		}
    	}
    	printf("LRU:%6.4f  ",1-(float)diseffect/320);
    	return 0;
    }
     
    int NUR(int  total_pf )                  /*最近未使用算法Not Used recently count表示*/
    { 
    int i,j,dp,cont_flag,old_dp;
    pfc_type *t;
    initialize(total_pf);
    dp=0;
     
    for(i=0;i<total_instruction;i++)
    { 
    	if (pl[page[i]].pfn==INVALID)         /*页面失效*/
    	{
    		diseffect++;
    		if(freepf_head==NULL)               /*无空闲页面*/
    		{ 
    			cont_flag=TRUE;
    			old_dp=dp;
    			
    			while(cont_flag)
    			{
    				
    			   if(pl[dp].counter==0&&pl[dp].pfn!=INVALID)
    					cont_flag=FALSE;
    				else
    				{
    					dp++;
    					if(dp==total_vp)
    						dp=0;
    					if(dp==old_dp)
    						for(j=0;j<total_vp;j++)
    						 pl[j].counter=0;
    				}
    			}
    			freepf_head=&pfc[pl[dp].pfn];
    			pl[dp].pfn=INVALID;
    			freepf_head->next=NULL;
    		}
    		
    		pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;
    		
    		freepf_head->pn=page[i];
    		
    		freepf_head=freepf_head->next;
    	}
    	else
    		pl[page[i]].counter=1;
    	if(i%clear_period==0)
    		for(j=0;j<total_vp;j++)
    			pl[j].counter=0;
    }
    printf("NUR:%6.4f  ",1-(float)diseffect/320);
    return 0;
    }
     
    int OPT(int total_pf)       /*最佳置换算法*/
    {
    	int i,j, max,maxpage,d,dist[total_vp];
    	pfc_type *t;
    	initialize(total_pf);
    	for(i=0;i<total_instruction;i++)
    	{ 
    		if(pl[page[i]].pfn==INVALID)      /*页面失效*/
    		{
    			diseffect++;
    			if(freepf_head==NULL)         /*无空闲页面*/
    			{
    				for(j=0;j<total_vp;j++)
    				{
    					if(pl[j].pfn!=INVALID)
    						dist[j]=32767;
    					else
    						dist[j]=0;	 
    				}
    				for(j=0;j<total_vp;j++)	       
    				{
    					if((pl[j].pfn!=INVALID)&&(dist[j]==32767))
    					{
    						dist[j]=j;
    					}
    				}
    				max=0;
    				for(j=0;j<total_vp;j++)
    					if(max<dist[j])
    					{
    						max=dist[j];
    						maxpage=j;
    					}
    					freepf_head=&pfc[pl[maxpage].pfn];
    					freepf_head->next=NULL;
    					pl[maxpage].pfn=INVALID;
    			}
    			pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;
    			freepf_head=freepf_head->next;
    		}
    	}
    	printf("OPT:%6.4f\n",1-(float)diseffect/320);
    	return 0;
    }
    /*该算法时根据已知的预测未知的,least frequency  Used是最不经常使用置换法*/
    int  LFU(int total_pf)        
    {
    	int i,j,min,minpage;
    	pfc_type *t;
    	initialize(total_pf);
    	for(i=0;i<total_instruction;i++)
    	{ 
    		if(pl[page[i]].pfn==INVALID)      /*页面失效*/
    		{ 
    			diseffect++;
    			if(freepf_head==NULL)          /*无空闲页面*/
    			{ 
    				min=32767;	
    				/*获取counter的使用用频率最小的内存*/	
    				for(j=0;j<total_vp;j++)
    				{
    					if(min>pl[j].counter&&pl[j].pfn!=INVALID)
    					{
    						min=pl[j].counter;
    						minpage=j;
    					}
    				}
    				freepf_head=&pfc[pl[minpage].pfn];
    				pl[minpage].pfn=INVALID;
    				pl[minpage].counter=0;
    				freepf_head->next=NULL;
    			}
    			pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;   //有空闲页面,改为有效
    			pl[page[i]].counter++;
    			freepf_head=freepf_head->next;      //减少一个free 页面
    		}
    		else
    		{
    			pl[page[i]].counter;
    			pl[page[i]].counter=pl[page[i]].counter+1;
    		}
    	}
    	printf("LFU:%6.4f  ",1-(float)diseffect/320);
    	return 0;
    }	
    
    
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  • 页式存储管理、段式存储管理、段页式存储管理

    千次阅读 多人点赞 2020-07-24 21:51:17
    目录页式存储管理段式存储管理分页和分段存储管理的主要区别段页式存储管理 页式存储管理 1. 基本原理 页式存储管理是把主存储器划分成大小相等的若干区域,每个区域称为一块,并对它们加以顺序编号,如0#块、1#块...

    页式存储管理

    1. 基本原理

    页式存储管理是把主存储器划分成大小相等的若干区域,每个区域称为一,并对它们加以顺序编号,如0#块、1#块等等。与此对应,用户程序的逻辑地址空间划分成大小相等的若干,同样为它们加以顺序编号,从0开始,如第0页、第1页等。 页的大小与块的大小相等。
    分页式存储管理的逻辑地址由两部分组成:页号和页内地址。其格式为:
    在这里插入图片描述

    2. 存储空间的分配与去配
    分页式存储管理把主存空间划分成若干块,以块为单位进行主存空间的分配。由于块的大小是固定的,系统可以采用一张主存分配表来记录已分配的块、尚未分配的块以及当前剩余的空闲块总数。最简单的办法可用一张“位示图”来记录主存的分配情况。
    例如主存的用户区被划分成512块,则可用字长为32位的16个字的位示图来构成一张主存分配表,位示图中的每一位与一个物理块对应,用0/1表示对应块的占用标志(空闲/已占用),另用一个字节记录当前系统的剩余空闲块总数。
    在这里插入图片描述
    进行主存分配时,首先查看空闲块总数是否能够满足作业要求,若不能满足,则不进行分配;若能满足,则从位示图中找出为“0”的位,并且将其占用标志置为“1”,并从空闲块总数中减去本次占用的块数,按找到的位计算出对应的块号,建立该作业的页表,并把作业装入对应的物理块中。
    由于每一块的大小相等,在位示图中查找到一个为“0”的位后,根据它所在的字号、位号,按如下公式可计算出对应的块号:
    块号=字号×字长+位号
    当一个作业执行结束时,则应该收回作业所占的主存块。根据归还的块号计算出该块在位示图中对应的位置,将占用标志修改为“0”,同时把归还块数加入到空闲块总数中。假定归还块的块号为i,则在位示图中对应的位置为:
    字号=[ i / 字长 ], 位号=i mod 字长
    其中[ ]表示对i除以字长后取其整数,而mod表示对i除以字长后取其余数部分。

    3. 页表与地址转换
    在分页式存储管理系统中,允许将作业的每一页离散地存储在主存的物理块中,但系统必须能够保证作业的正确运行,即能在主存中找到每个页面所对应的物理块。为此,系统为每个作业建立了一张页面映像表,简称页表。页表实现了从页号到主存块号的地址映像。作业中的所有页(0~n)依次地在页表中记录了相应页在主存中对应的物理块号。页表的长度由进程或作业拥有的页面数决定。
    在这里插入图片描述
    调度程序在选择作业后,将选中作业的页表始址送入硬件设置的页表控制寄存器中。地址转换时,只要从页表寄存器中就可找到相应的页表。当作业执行时,分页地址变换机构会自动将逻辑地址分为页号和页内地址两部分,以页号位索引检索页表,如果页表中无此页号,则产生一个“地址错”的程序性中断事件;如果页表中有此页号,则可得到对应的主存块号,再按逻辑地址中的页内地址计算出欲访问的主存单元的物理地址。因为块的大小相等,所以
    物理地址=块号×块长+页内地址
    在这里插入图片描述

    4. 总结

    • 目的
      减少分区管理的“碎片”,提高内存利用率。
    • 实现原理
      各个进程的虚拟空间被划分为若干个长度相等的页,并为各页加以编号,如第0页、第1页等 ;
      内存空间也按相同的页大小划分为存储块,称为(物理)块或页框(frame), 也同样为它们加以编号,如0#块、1#块等等。
      为进程分配内存时,以块为单位将进程的若干个页分别装入到多个可以不相邻接的物理块中。
      采用页表进行页和块的一一对应。
      在这里插入图片描述

    段式存储管理

    用户编制的程序是由若干组成的:一个程序可以由一个主程序、若干子程序、符号表、栈以及数据等若干段组成。每一段都有独立、完整的逻辑意义,每一段程序都可独立编制,且每一段的长度可以不同。
    段式存储管理支持用户的分段观点,具有逻辑上的清晰和完整性,它以段为单位进行存储空间的管理。

    1. 原理
    每个作业由若干个相对独立的段组成,每个段都有一个段名,为了实现简单,通常可用段号代替段名,段号从“0”开始,每一段的逻辑地址都从“0”开始编址,段内地址是连续的,而段与段之间的地址是不连续的。
    其逻辑地址由段号和段内地址两部分所组成:
    在这里插入图片描述

    2. 空间的分配与去配
    分段式存储管理是在可变分区存储管理方式的基础上发展而来的。在分段式存储管理方式中,以段为单位进行主存分配,每一个段在主存中占有一个连续空间,但各个段之间可以离散地存放在主存不同的区域中。为了使程序能正常运行,即能从主存中正确找出每个段所在的分区位置,系统为每个进程建立一张段映射表,简称“段表”。每个段在表中占有一个表项,记录该段在主存储器中的起始地址和长度。段表实现了从逻辑段到主存空间之间的映射。
    在这里插入图片描述
    如果在装入某段信息时找不到满足该段地址空间大小的空闲区,则可采用移动技术合并分散的空闲区,以利于大作业的装入。
    当采用分段式存储管理的作业执行结束后,它所占据的主存空间将被回收,回收后的主存空间登记在空闲分区表中,可以用来装入新的作业。系统在回收空间时同样需要检查是否存在与回收区相邻的空闲分区,如果有,则将其合并成为一个新的空闲分区进行登记管理。
    段表存放在主存储器中,在访问一个数据或指令时至少需要访问主存两次以上。为了提高对段表的存取速度,通常增设一个相联寄存器,利用高速缓冲寄存器保存最近常用的段表项。

    3. 地址转换与存储保护
    段式存储管理采用动态重定位方式装入作业,作业执行时通过硬件的地址转换机构实现从逻辑地址到物理地址的转换工作,段表的表目起到了基址寄存器和限长寄存器的作用,是硬件进行地址转换的依据。
    在这里插入图片描述

    分页和分段存储管理的主要区别

    分页和分段系统都采用离散分配主存方式,都需要通过地址映射机构来实现地址变换,有许多相似之处。但两者又是完全不同的。具体表现如下。

    • 页是信息的物理单位,是系统管理的需要而不是用户的需要;而段则是信息的逻辑单位,它含有一组意义相对完整的信息,分段是为了更好地满足用户的需要。
    • 页的大小固定且由系统决定,因而一个系统只能有一种大小的页面;而段的长度却不固定,由用户所编写的程序决定,通常由编译程序对源程序进行编译时根据信息的性质来划分。
    • 分页式作业的地址空间是一维的,页间的逻辑地址是连续的;而分段式作业的地址空间则是二维的,段间的逻辑地址是不连续的。

    段页式存储管理

    段式存储管理支持了用户的观点,但每段必须占据主存储器的连续区域,有可能需要采用移动技术汇集主存空间,为此,兼用分段和分页的方法,构成可分页的段式存储管理,通常被称为是“段页式存储管理”。段页式存储管理兼顾了段式在逻辑上的清晰和页式在管理上方便的优点。

    1. 原理
    用户对作业采用分段组织,每段独立编程,在主存空间分配时,再把每段分成若干个页面,这样每段不必占据连续的主存空间,可把它按页存放在不连续的主存块中。
    段页式存储管理的逻辑地址格式如下:
    在这里插入图片描述
    段页式存储管理为每一个装入主存的作业建立一张段表,且对每一段建立一张页表。段表的长度由作业分段的个数决定,段表中的每一个表目指出本段页表的始址和长度。页表的长度则由对应段所划分的页面数所决定,页表中的每一个表目指出本段的逻辑页号与主存物理块号之间的对应关系。
    在这里插入图片描述

    2. 地址转换机制
    执行指令时,地址机构根据逻辑地址中的段号查找段表,得到该段的页表始址,然后根据逻辑地址中的页号查找该页表,得到对应的主存块号,由主存块号与逻辑地址中的页内地址形成可访问的物理地址。如果逻辑地址中的段号超出了段表中的最大段号或者页号超出了该段页表中的最大页号,都将形成“地址越界”的程序性中断事件。
    可以看出,由逻辑地址到物理地址的变换过程中,需要三次访问主存,第一次是访问主存中的段表,获得该段对应页表的始址,第二次是访问页表,获得指令或数据的物理地址,最后再按物理地址存取信息。
    在这里插入图片描述

    3. 特点

    • 每一段分为若干页,再按页式管理,页间不要求连续;
    • 用分段方法分配管理作业或进程,用分页方法分配管理内存;
    • 兼有段式和页式管理的优点,系统复杂性和开销增大.
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  • 基本分段存储管理方式详解

    千次阅读 2022-03-11 14:10:52
    4.4 基本分段存储管理方式 一、分段存储管理方式的引入 二、分段系统的基本原理 三、信息共享 四、段页式存储管理方式

    4.4 基本分段存储管理方式

    • 一、分段存储管理方式的引入
    • 二、分段系统的基本原理
    • 三、信息共享
    • 四、段页式存储管理方式

    一、分段存储管理方式的引入

    分页存储管理方式存在的问题:

    图片1

    图片2

    段间离散,段内连续!

    图片3

    图片4

    二、基本分段存储管理方式的原理

    图片5

    分段存储管理的原理

    • 作业分为若干个段。每段分配一个连续的内存区,由于各段的长度不等,这些区域也就大小不一。作业各段间不要求连续。
    • 基本分段式存储管理的原理
      在段式存储管理原理的基础上,将整个作业的全部段装入内存。
    • 请求分段式存储管理的原理
      在段式存储管理原理的基础上,不要求将整个作业的全部段装入内存。值装入作业的几段即可运行,其余段根据运行需要再装入内存。

    2、基本分段存储管理的实现

    图片6

    图片7

    地址变换机构

    • 在系统中设置段表寄存器,用于存放段表的起始地址和段表长度,以实现从进程的逻辑地址到物理地址的变换。
    • 当段表存放在内存中时,每访问一个数据,都需访问两次内存,降低了计算机的速率。

    解决方法:设置联想寄存器,用于保存最近常用的段表项。

    图片8

    3、分页和分段的主要区别

    相似点:

    • 采用离散分配方式,通过地址映射机构实现地址变换

    不同点:

    • 页是信息的物理单位,分页是为了满足系统的需要;段是信息的逻辑单位,含有意义相对完整的信息,是为了满足用户的需要。
    • 页的大小固定且由系统确定,由系统把逻辑地址分为页号和页内地址,由机器硬件实现;段的长度不固定,取决于用户程序,编译程序对源程序编译时根据信息的性质划分。
    • 分页的作业地址空间是一维的;分段的作业地址空间是二维的。

    三、信息共享

    • 分段系统的一个突出优点是易于实现段的共享和保护,允许若干个进程共享一个或多个分段,,且对段的保护十分简单易行。
    • 分页系统中虽然也能实现程序和数据的共享,但远不如分段系统方便。

    图片9

    图片10

    图片11

    四、段页式存储管理方式

    图片12

    图片13

    2、地址变换过程

    在段页式系统中,为了实现地址变换,增加一个段表寄存器,用来存放段表起始地址和段长。

    图片14

    图片15

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