操作系统原理之内存管理(第四章第二部分)

 一、基本分页存储管理方式

1、分⻚存储管理的基本原理：

• 页：将⼀个进程的逻辑地址空间分成若⼲个⼤⼩相等的⽚
• 页框：将物理内存空间分成与⻚⼤⼩相同的若⼲个存储块
• 分⻚存储：将进程中的若⼲⻚分别装⼊多个可以不相邻的⻚框中
• 页内碎片：进程最后⼀⻚⼀般装不满⼀个⻚框，形成⻚内碎⽚
• 页表：实现从⻚号到⻚框号的映射

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 2、分⻚地址结构：基本分页存储管理方式的逻辑地址结构包括两部分，即页内偏移量 和页号

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 例题：

 

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 3、分⻚地址变换

• 进程执行，pcb中页表起始地址和页表长度送到cpu的页表寄存器
• cpu访问某个逻辑单元a
• 由分页地址变换硬件自动将a分为页号和页内偏移两部分
• 由硬件检索页表，得到a所在的页对应的页框号
• 页框号和页内偏移地址送物理地址寄存器，计算物理地址。物理地址=页框大小✖页框号+页内偏移量

4、⻚⼤⼩的选择因素

• 管理内存开销 ：页较⼩，划分为较多⻚，⻚表过⻓，占内存 较⼤
• 内存的利⽤率： 页较⼤，⻚内碎⽚⼤，空间利⽤率低

5、快表tlb：

快表也称“转换后援缓冲”，是为了提⾼cpu访存速度⽽采⽤的专⽤缓存， ⽤来存放最近被访问过的⻚表项。

 

 

 快表tlb的计算：

 

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 6、两级和多级⻚表

 将⻚表再分⻚，形成两级或多级⻚表，将⻚表离散地存放在物理内存中。

 

 

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 二、基于分页的虚拟存储系统

1、虚拟存储器：

• 虚拟存储器是指具有请求调⼊功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量 进⾏扩充的⼀种存储器系统
• 就是说，先将进程的⼀部分装⼊内存，其余的部分什么时候需要，什么 时候请求系统装⼊，即请求调⼊
• 如果请求调⼊时，没有⾜够的内存，则由操作系统选择⼀部分内存中的 进程内容移到外存，以腾出空间把当前需要装⼊的内存调⼊，即置换

 

 

 2、请求分⻚系统是最基本、最常⽤的虚拟存储系统的实现⽅式

　　请求分⻚中的硬件⽀持：

　　　　为了实现请求分⻚，需要： 特殊的⻚表、缺⻚异常机构和⽀持请求分⻚的地址变换机构。

 

 

 

 

 

 

 

 

 　　⻚分配策略：

　　　　

 

 

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 三、分段存储管理

 

 

 

 四、 linux的伙伴系统