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05-存储管理和虚拟存储器.ppt

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05-存储管理和虚拟存储器.ppt

5 存储管理和虚拟存储器,存储器的层次,程序的编译、链接、装入,,,,编辑阶段,,,用户,,源程序,,翻译阶段,,,目标程序 代码,,,其他 代码,,库代码,,链接编辑阶段,,,,,,可执行程序 代码,,,装入阶段,,,,,,,程序 地址空间,,,,,磁盘,系统运行时内存储器的布局,内存储器空间划分为2个部分系统区和用户区,用户区用来存放正在运行的应用程序,分析 允许同时运行多少程序数目有没有限制 程序的大小和数据的规模受不受限制 程序与程序相互之间会不会互相干扰,每个应用程序运行时均有属于它自己的存储器空间,用来存储它自己的程序代码和数据,“存储管理”需要解决哪些问题,为每个任务分配存储空间,任务结束之后收回存储空间 对存储空间进行保护 保护操作系统所在区域不被应用程序修改 保护每个应用程序的私有区域不被其他程序修改 使应用程序的存储空间不受实际存储容量大小的限制,How,程序执行的“局部性”原理,程序执行的“局部性”原理,是指程序在执行的某一时刻,并不是均匀地访问它的整个地址空间,而往往是集中于某一小部分区域。 表现在 除分支和调用指令,程序的执行都是顺序的。分支和调用指令在所有程序指令中只占很少一部分。大多数情况下,要读取的下一条指令肯定都是紧跟在已取到的上一条指令之后的。 程序中很少会出现很长的、一个过程调用接着又一个过程调用的调用序列。在较短的时间内,指令的引用大多局限在很少几个过程中,不会一会儿是这个过程,一会儿是那个过程。 大多数循环结构都由较少的几条指令重复若干次组成,循环过程中的计算,也多被限制在程序中的一个很小的相邻部分完成。 许多程序中的计算都涉及到对数组、文件记录之类数据的处理,而对这些数据的引用,其实都是对位置相邻的数据项进行操作。 其实程序并不是必须全部都在内存后才能运行,只要关键的那一小部分在内存就可以了。,虚拟存储器示意图,硬盘中专门划出一个“交换区”,作为物理内存的补充,称为“虚拟内存”,虚拟存储器的基本思想1,每个应用程序使用一个独立的、专用的存储空间,它不受实际内存容量的限制,称之为“虚存空间”,每个应用程序的虚拟存储空间划分成为大小相同的许多“页”,当启动应用程序运行时,OS仅把该程序的一部分“页”装入物理内存,其它页装到硬盘的交换区,物理存储器也划分成为与“页” 相同大小的许多“块”,虚拟存储器的基本思想2,当启动应用程序运行时,OS仅把该程序的一部分“页”装入物理内存,其它页装在硬盘的交换区中,并在 “页表”中进行登记 哪些页已装在内存,装在内存的什么位置 哪些页留在硬盘的交换区中,在什么位置,虚拟存储器的工作过程1,当CPU需要访问内存取指令或数据的时候,先查看“页表” 如果所在页面已经装在内存,那么从页表中找到其物理地址后就可以访问内存读取数据或指令,,,0,1,P-1,页表,,,,,虚拟存储器的工作过程2,3 从内存中读出需要的页,2 从硬盘交换区中读出该页,装入内存中的空闲位置,修改页表,,,,,Memory-I/O bus,CPU,Cache,Memory,I/O controller,Reg,附如何从磁盘上读一页装入内存,Windows XP的虚拟存储器,Windows XP操作系统中 每个程序的虚存空间最大可达到4GB 页面的大小通常是4KB 虚拟内存是系统盘根目录下的一个名为pagefile.sys的文件,其大小和位置用户可设置 使用“任务管理器”可以查看 总的物理内存大小 可用物理内存大小 总的虚拟内存大小 可用虚拟内存大小等,谢谢,

注意事项

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