分页存储管理.pptx
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分页存储管理.pptx
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课堂回顾,分页存储管理分段存储管理,关硕20152069,分页存储回顾,目录,目录,关键词:
定义、图示、相关公式、存在问题、相关拓展,例题回顾,关键词:
逻辑地址、页内地址、页面大小、页号,分段存储回顾,关键词:
定义、图示、与分页的区别、越界问题,1,第1部分,分段存储-回顾,定义&基本原理、图示、公式、存在问题,第1部分-分页存储管理方式,连续分配方式会形成许多“碎片”,虽然有“紧凑”的方法将许多碎片拼接成可用的大块空间,但须付出较大开销。
所以提出了“离散分配方式”允许将一个进程直接分散的装入到许多不相邻接的分区中,如果离散分配的基本单位是页,则称为分页存储管理方式;如果离散分配的基本单位是段,则称为分段存储管理方式。
第1部分-分页存储管理方式,页表的作用:
实现从页号到物理块号的地址映射,页内碎片:
由于进程的最后一页经常装不满一块,而形成不可利用的碎片。
页面大小应选择得适中:
页面若太小会使每个进程占用较多的页面,导致进程的页表过长,占用大量内存,还会降低页面换进换出的效率。
若页面较大,则会使页内碎片增大。
并且页面的大小应是2的幂,通常为512B8KB,第1部分-分页存储管理方式,地址结构,如果逻辑地址空间是2m,页面大小是2n(字节),那么逻辑地址的高m-n位是页号,低n位是页内地址(即位移量W),最多允许拥有的页面数是2m-n(页),第1部分-分页存储管理方式,地址变换机构,为了实现上的方便,系统中设置了一个页表寄存器。
页表大多驻留在内存中,页表寄存器中存放页表在内存的起始地址和页表的长度,因为一个进程可以通过它的PCB来时时保存自己的状态,等到CPU要处理它的时候才将PCB(进程控制块)交给寄存器,所以,系统中虽然可以运行多个进程,但也只需要一个页表寄存器就可以了。
页表寄存器,step1,step2,step3,求页号和页内地址,判断是否越界,利用公式:
P=(int)(A/L);W=A%L判断越界的方法:
若PM(页表长度),则产生越界中断,计算物理地址并访问内存,利用公式:
E=bxL+W,得到物理地址E用得到的物理地址E去访问内存。
获取块号,求P在页表中对应的项的地址:
=页表起始地址F+Px页表项大小取出该表项中物理块号b的内容,第1部分-分页存储管理方式,注意块内地址=页内地址块的大小=页面大小,2,解决办法:
引入快表提高地址变换速度。
#快表存在命中率的问题#,第1部分-分页存储管理方式,1,效率问题,占用内存过多,解决办法:
页表离散分配部分装入引入两级和多级页表减少内存的占用率。
存在的问题,原因:
由于页表是存放在内存中的,这使得CPU在每存取一个数据时,都要两次访问内存。
2,第2部分,例题回顾,分页存储管理的地址变换,利用快表查找内存所需时间,
(1)该进程总长度为多少?
(2)该进程每一页在内存中的起始地址?
(3)给出逻辑地址:
0,100,1,50,2,0,3,10(页号,页内地址)给出其对应的内存地址.,1.假定主存为64KB,分成16块.某进程有4页:
0.1.2.3分别被分配到2,4,1,6块,第2部分例题回顾,
(1)块大小=64/16=4KB,因为块的大小=页的大小,所以页面大小=4KB,所以总长=4*4=16(KB)
(2)在内存中的起始地址=块号*块的大小页号为0的页面被装入主存的第2块,所以地址为4*2=8K页号为1的页面被装入主存的第4块,所以地址为4*4=16K页号为2的页面被装入主存的第1块,所以地址为4*1=4K页号为3的页面被装入主存的第6块,所以地址为4*6=24K(3)内存地址=块号*起始地址+页内地址(位移量、页内偏移量、页偏移)所以对应的内存地址是:
4K*2+100=82924K*4+50=164344K*1+0=40964K*3+10=24636,需要注意:
内存地址用到的是块号,而不是页号KB和数字之间的转换块大小和页面大小、块内地址和页内地址的等值关系,第2部分例题回顾,
(1)不使用快表
(2)使用快表,命中率分别为0%,20%,50%,80%,90%,98%,100%,
(1)不用快表则访问内存两次:
t=200ns
(2)用快表会有两种情况,命中和没有命中,t命中=120ns,t没有命中=220ns,所以0%t=220ns50%t=0.5*120+0.5*220=170ns80%t=0.8*120+0.2*220=140ns90%t=0.9*120+0.1*220=130ns98%t=0.98*120+0.02*220=122ns100%t=120ns,需要注意:
分析
(2)时,要考虑命中和没有命中这两个情况的时间,再根据命中率进行运算。
3,第3部分,分段存储-回顾,定义,与分页比较,基本原理,地址变换等,分段存储,离散分配的基本单位是段,可以满足一下的用户需求:
1、方便编程2、信息共享3、信息保护4、动态增长5、动态链接,第3部分分段存储管理方式,利用分段存储实现地址映射,分段存储的地址变换,两者都采用离散分配方式,且都要通过地址映射机构来实现地址变换。
相似之处,
(1)页是信息的物理单位,分页是为实现离散分配方式,以消减内存的外零头,提高内存的利用率;段则是信息的逻辑单位,它含有一组其意义相对完整的信息,分段的目的是为了能更好地满足用户的需要
(2)页的大小固定且由系统决定,段的长度不固定。
(3)分页的作业地址空间是一维的,即单一的线性地址空间;而分段的作业地址空间则是二维的。
不同之处,与分页存储管理方式的比较,第3部分分段存储管理方式,1,每段分配一个连续的分区,进程中的各个段可以离散地分配到内存中不同的分区中。
每个段从0开始编址,采用一段连续的地址空间。
程序地址空间按其内在逻辑关系划分成若干个相对独立的段,如主程序段、子程序段、数据段及堆栈段等。
第3部分分段存储管理方式,分段系统的基本原理分段,第3部分分段存储管理方式,分段系统的基本原理段表,分段存储管理系统,动态分配方式,系统为整个进程分配一个连续的内存空间,为每个分段分配一个连续的分区,而进程中的各个段可以离散地移入内存不同的分区中。
为了能从物理内存中找出每个逻辑段所对应的位置,引入段表段表:
实现逻辑段到物理内存区的映射。
第3部分分段存储管理方式,3116150,在该地址结构中,允许一个作业最长有64K个段,每个段的最大长度为64KB。
分段系统的基本原理地址变换机构,第3部分分段存储管理方式,分段系统的基本原理地址变换机构,在进行地址变换时,系统将逻辑地址中的段号S与段表长度TL进行比较。
若STL,表示段号太大。
访问越界,于是产生越界中断信号;若未越界,则根据段表的起始地址和该段的段号+段内地址从而到的要访问的内存物理地址。
谢谢,
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