電腦操作系統基礎——3 存儲器管理

3.3 存儲器管理
3.3.1 存儲管理概述

    問題的提出：

n        計算機處理的數據和程序都是存放在外存中，使用時才調入內存。

n        調入內存過程中如何分配存儲空間？

n        多個程序的存儲空間怎樣分配？

n        在小內存中能否運行大程序？

n        同一程序多次裝入內存其地址相同嗎？即如何解決程序的重定位問題？

n      怎樣解決存儲保護？

（1）存儲器管理的功能

主要有4個功能：

n        存儲分配。按分配策略和算法分配主存空間；

n        地址變換。將程序在外存中的邏輯地址轉換為在內存中的物理地址；

n        存儲保護。保護各類程序（系統的、用戶的、應用程序的）及數據區免遭破壞；

n        存儲擴充。解決在小的存儲空間中運行大程序的問題，即虛擬存儲問題。

（2）存儲分配

n      直接分配  在源程序中直接使用主存的物理地址。對用戶要求高、使用不方便、易出錯。早期計算機系統中使用。

n      靜態分配  在裝入內存前，一次性說明程序所需要的地址空間。確定後在整個程序執行過程中不再改變。簡單、利用率低、難於實現多道程序對資源的共享。

n      動態分配  在程序被裝入主存或在執行過程中，才確定其存儲分配。管理復雜、但利用率高，容易實現主存的資源共享。

在現代操作系統中，主要采用動態分配方式。

（3）地址變換

由源程序中的符號名空間→目標程序的邏輯地址空間→主存中的物理地址空間。

（4）存儲保護

n      內存中存放了各類程序。為確保它們在各自的存儲區內獨立運行，互不干擾，系統必須提供安全保護功能。

n      用“分隔法”把各類程序使用區域隔開，使得各類程序之間不可能發生有意或無意的損害行為。

n      存儲區域劃分為：用戶區域和系統區域

（5）存儲擴充

如何在有限的主存空間中，處理大於主存的程序。

擴充主存常用的有效方法：

ü      “自動覆蓋”技術：采用分段方法，將大的程序劃分為在主存中可以容納的獨立的邏輯段。每次只調入其中的一段進行處理。後調入的程序使用前面程序使用過的存儲空間。

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