分管理教案专业知识讲座省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、4.3 4.3 分页存放管理分页存放管理 可变分区存放管理缺点可变分区存放管理缺点可变分区存放管理缺点可变分区存放管理缺点 在可变分区存放管理系统中,要求一个作业必须在可变分区存放管理系统中,要求一个作业必须在可变分区存放管理系统中,要求一个作业必须在可变分区存放管理系统中,要求一个作业必须全部装入内存某一连续区域内才能运行。全部装入内存某一连续区域内才能运行。全部装入内存某一连续区域内才能运行。全部装入内存某一连续区域内才能运行。经过系统一段时间运行,伴随多个作业装入与完经过系统一段时间运行,伴随多个作业装入与完经过系统一段时间运行,伴随多个作业装入与完经过系统一段时间运行,伴随多个作业装入
2、与完成,内存中轻易产生许多分散、分区与分区之间碎片成,内存中轻易产生许多分散、分区与分区之间碎片成,内存中轻易产生许多分散、分区与分区之间碎片成,内存中轻易产生许多分散、分区与分区之间碎片(外碎片)。(外碎片)。(外碎片)。(外碎片)。对可变分区存放管理缺点补救办法对可变分区存放管理缺点补救办法对可变分区存放管理缺点补救办法对可变分区存放管理缺点补救办法 处理上述问题方法是采取处理上述问题方法是采取处理上述问题方法是采取处理上述问题方法是采取“紧凑技术紧凑技术紧凑技术紧凑技术”,但,但,但,但“紧紧紧紧凑技术凑技术凑技术凑技术”会占用较多处理机时间,同时紧凑操作时机会占用较多处理机时间,同时紧
3、凑操作时机会占用较多处理机时间,同时紧凑操作时机会占用较多处理机时间,同时紧凑操作时机也不易把握。也不易把握。也不易把握。也不易把握。第1页 引入分页存放管理技术引入分页存放管理技术引入分页存放管理技术引入分页存放管理技术 为此,考虑另一个处理方法,即打破一个作业必为此,考虑另一个处理方法,即打破一个作业必为此,考虑另一个处理方法,即打破一个作业必为此,考虑另一个处理方法,即打破一个作业必须一次性全部装入内存连续区域限制。须一次性全部装入内存连续区域限制。须一次性全部装入内存连续区域限制。须一次性全部装入内存连续区域限制。把一个作业分配到几个不连续区域内,不需要移把一个作业分配到几个不连续区域
4、内,不需要移把一个作业分配到几个不连续区域内,不需要移把一个作业分配到几个不连续区域内,不需要移动内存原有数据,就可有效地处理碎片问题。这一思动内存原有数据,就可有效地处理碎片问题。这一思动内存原有数据,就可有效地处理碎片问题。这一思动内存原有数据,就可有效地处理碎片问题。这一思想应用就是分页式存放管理。想应用就是分页式存放管理。想应用就是分页式存放管理。想应用就是分页式存放管理。分页式存放管理是大型机操作系统中广泛采取一分页式存放管理是大型机操作系统中广泛采取一分页式存放管理是大型机操作系统中广泛采取一分页式存放管理是大型机操作系统中广泛采取一个存放管理方案。个存放管理方案。个存放管理方案。
5、个存放管理方案。第2页4.3.1 4.3.1 分页原理分页原理1.1.1.1.对主存地址空间进行划分对主存地址空间进行划分对主存地址空间进行划分对主存地址空间进行划分 把主存空间分成大小相等、位置固定若干小分区,把主存空间分成大小相等、位置固定若干小分区,把主存空间分成大小相等、位置固定若干小分区,把主存空间分成大小相等、位置固定若干小分区,每个分区称为一个每个分区称为一个每个分区称为一个每个分区称为一个“存放块存放块存放块存放块”,简称,简称,简称,简称“块块块块(Block)(Block)(Block)(Block),并,并,并,并依次编号为依次编号为依次编号为依次编号为0 0 0 0,1
6、 1 1 1,2 2 2 2,3,3,3,3,,m m m m块。块。块。块。每每每每“块块块块”大小由不一样系统决定,普通为大小由不一样系统决定,普通为大小由不一样系统决定,普通为大小由不一样系统决定,普通为2n2n2n2n次幂,次幂,次幂,次幂,如如如如1KB1KB1KB1KB,2KB2KB2KB2KB,4KB4KB4KB4KB等,但普通不超出等,但普通不超出等,但普通不超出等,但普通不超出4KB4KB4KB4KB。2.2.2.2.对逻辑地址空间进行划分对逻辑地址空间进行划分对逻辑地址空间进行划分对逻辑地址空间进行划分 把用户逻辑地址空间分成大小相等若干把用户逻辑地址空间分成大小相等若干把
7、用户逻辑地址空间分成大小相等若干把用户逻辑地址空间分成大小相等若干“页页页页(Page)(Page)(Page)(Page),并依次编号为,并依次编号为,并依次编号为,并依次编号为0 0 0 0,1 1 1 1,2 2 2 2,3 3 3 3,n n n n页。页。页。页。第3页3.3.3.3.逻辑页和物理块间关系及分配方法逻辑页和物理块间关系及分配方法逻辑页和物理块间关系及分配方法逻辑页和物理块间关系及分配方法(1 1 1 1)逻辑页和物理块对应关系)逻辑页和物理块对应关系)逻辑页和物理块对应关系)逻辑页和物理块对应关系 看成业提出存放分配请求时,系统首先依据存放看成业提出存放分配请求时,系
8、统首先依据存放看成业提出存放分配请求时,系统首先依据存放看成业提出存放分配请求时,系统首先依据存放块大小把作业分成若干页,每一页可存放在内存任意块大小把作业分成若干页,每一页可存放在内存任意块大小把作业分成若干页,每一页可存放在内存任意块大小把作业分成若干页,每一页可存放在内存任意一个空白块内,即一个空白块内,即一个空白块内,即一个空白块内,即“作业非连续分配作业非连续分配作业非连续分配作业非连续分配”。(2 2 2 2)逻辑页和物理块对应机构)逻辑页和物理块对应机构)逻辑页和物理块对应机构)逻辑页和物理块对应机构 利用利用利用利用“动态地址重定位技术动态地址重定位技术动态地址重定位技术动态地
9、址重定位技术”,建立程序逻辑页,建立程序逻辑页,建立程序逻辑页,建立程序逻辑页和内存存放块之间对应关系,使原本连续用户作业分和内存存放块之间对应关系,使原本连续用户作业分和内存存放块之间对应关系,使原本连续用户作业分和内存存放块之间对应关系,使原本连续用户作业分散在不连续存放块中,使其能正常投入运行。散在不连续存放块中,使其能正常投入运行。散在不连续存放块中,使其能正常投入运行。散在不连续存放块中,使其能正常投入运行。第4页4.4.4.4.页面变换表和页面变换地址存放器页面变换表和页面变换地址存放器页面变换表和页面变换地址存放器页面变换表和页面变换地址存放器(1 1 1 1)页面变换表()页面
10、变换表()页面变换表()页面变换表(Page Mapping Table-PMTPage Mapping Table-PMTPage Mapping Table-PMTPage Mapping Table-PMT)在内存中,为每个作业开辟一块特定区域,建立在内存中,为每个作业开辟一块特定区域,建立在内存中,为每个作业开辟一块特定区域,建立在内存中,为每个作业开辟一块特定区域,建立一张作业逻辑页与主存存放块之间对应表格关系。这一张作业逻辑页与主存存放块之间对应表格关系。这一张作业逻辑页与主存存放块之间对应表格关系。这一张作业逻辑页与主存存放块之间对应表格关系。这种对应表称为种对应表称为种对应表称
11、为种对应表称为“页面映象表页面映象表页面映象表页面映象表”,简称页表。,简称页表。,简称页表。,简称页表。(2 2 2 2)页面变换地址存放器()页面变换地址存放器()页面变换地址存放器()页面变换地址存放器(PMT Address RegisterPMT Address RegisterPMT Address RegisterPMT Address Register)每个作业都有一个页面变换表,通常各个作业页每个作业都有一个页面变换表,通常各个作业页每个作业都有一个页面变换表,通常各个作业页每个作业都有一个页面变换表,通常各个作业页面变换表被存放在操作系统一个工作区中,而由页面面变换表被存放
12、在操作系统一个工作区中,而由页面面变换表被存放在操作系统一个工作区中,而由页面面变换表被存放在操作系统一个工作区中,而由页面变换地址存放器指出各个作业页面变换表起始地址。变换地址存放器指出各个作业页面变换表起始地址。变换地址存放器指出各个作业页面变换表起始地址。变换地址存放器指出各个作业页面变换表起始地址。第5页4.4.4.4.逻辑地址空间、逻辑地址空间、逻辑地址空间、逻辑地址空间、PMTPMTPMTPMT和物理地址空间对应关系图和物理地址空间对应关系图和物理地址空间对应关系图和物理地址空间对应关系图0 0 0 01KB1KB1KB1KB2KB2KB2KB2KB3KB3KB3KB3KB4KB4
13、KB4KB4KB5KB5KB5KB5KB6KB6KB6KB6KB7KB7KB7KB7KB8KB8KB8KB8KB9KB9KB9KB9KB10KB10KB10KB10KB0 0 0 01KB1KB1KB1KB2KB2KB2KB2KB作业作业作业作业1 1 1 10 0 0 01KB1KB1KB1KB2KB2KB2KB2KB3KB3KB3KB3KB作业作业作业作业2 2 2 20 0 0 01KB1KB1KB1KB作业作业作业作业3 3 3 3页号页号页号页号块号块号块号块号0 0 0 01 1 1 15 5 5 56 6 6 60 0 0 08 8 8 80 0 0 01 1 1 12 2 2
14、22 2 2 27 7 7 74 4 4 4操作系统操作系统操作系统操作系统作业作业作业作业2(02(02(02(0页页页页)作业作业作业作业2(12(12(12(1页页页页)作业作业作业作业1(01(01(01(0页页页页)作业作业作业作业1(11(11(11(1页页页页)作业作业作业作业2(22(22(22(2页页页页)作业作业作业作业3(03(03(03(0页页页页)逻辑地址空间逻辑地址空间逻辑地址空间逻辑地址空间物物理理地地址址空空间间页面变换表页面变换表页面变换表页面变换表第6页4.3.2 4.3.2 地址变换机构(地址变换机构(Address TranslationAddress
15、Translation)1.1.1.1.逻辑地址结构逻辑地址结构逻辑地址结构逻辑地址结构 逻辑地址由硬件分成两部分:页号逻辑地址由硬件分成两部分:页号逻辑地址由硬件分成两部分:页号逻辑地址由硬件分成两部分:页号P P P P和页内地址和页内地址和页内地址和页内地址W W W W(页内偏移量)。(页内偏移量)。(页内偏移量)。(页内偏移量)。逻辑地址划分是由系统自动进行,对用户是透明。逻辑地址划分是由系统自动进行,对用户是透明。逻辑地址划分是由系统自动进行,对用户是透明。逻辑地址划分是由系统自动进行,对用户是透明。页内地址长度是由页大小决定,逻辑地址中页内页内地址长度是由页大小决定,逻辑地址中页
16、内页内地址长度是由页大小决定,逻辑地址中页内页内地址长度是由页大小决定,逻辑地址中页内地址占用低位部分,高位部分为页号。地址占用低位部分,高位部分为页号。地址占用低位部分,高位部分为页号。地址占用低位部分,高位部分为页号。第7页 假定一个系统逻辑地址为假定一个系统逻辑地址为假定一个系统逻辑地址为假定一个系统逻辑地址为16161616位,页面大小为位,页面大小为位,页面大小为位,页面大小为1KB1KB1KB1KB,则逻辑地址低,则逻辑地址低,则逻辑地址低,则逻辑地址低10101010位(位(位(位(2 2 2 210101010=1KB=1KB=1KB=1KB),被解释成页),被解释成页),被解
17、释成页),被解释成页内地址内地址内地址内地址W W W W,而高,而高,而高,而高6 6 6 6位则为页号位则为页号位则为页号位则为页号P P P P,地址结构以下:,地址结构以下:,地址结构以下:,地址结构以下:页号页号P(6P(6位位)页内地址页内地址W(10W(10位位)15100第8页2.2.2.2.动态地址变换机构(动态地址变换机构(动态地址变换机构(动态地址变换机构(DATDATDATDAT:Dynamic ATDynamic ATDynamic ATDynamic AT)现假设计算机系统中有以下指令:现假设计算机系统中有以下指令:现假设计算机系统中有以下指令:现假设计算机系统中有
18、以下指令:L R1,D2(X2,B2)L R1,D2(X2,B2)L R1,D2(X2,B2)L R1,D2(X2,B2)其中,其中,其中,其中,X2X2X2X2、B2B2B2B2、D2 D2 D2 D2 分别为第二操作数中使用变址分别为第二操作数中使用变址分别为第二操作数中使用变址分别为第二操作数中使用变址存放器、存放器、存放器、存放器、基址存放器和位移量,基址存放器和位移量,基址存放器和位移量,基址存放器和位移量,R1 R1 R1 R1 是第一操作数通是第一操作数通是第一操作数通是第一操作数通用存放器。用存放器。用存放器。用存放器。其指令格式为:其指令格式为:其指令格式为:其指令格式为:L
19、 LR1R1X2X2B2B2D2D20 7 8 11 12 15 16 19 20 310 7 8 11 12 15 16 19 20 31第9页 该该该该指指指指令令令令有有有有效效效效地地地地址址址址为为为为 24 24 24 24 位位位位。所所所所以以以以,逻逻逻逻辑辑辑辑地地地地址址址址空空空空间间间间最大可达最大可达最大可达最大可达 2 2 2 224242424=16 MB=16 MB=16 MB=16 MB。现现现现在在在在假假假假设设设设页页页页面面面面大大大大小小小小为为为为 4 4 4 4 KBKBKBKB,逻逻逻逻辑辑辑辑地地地地址址址址空空空空间间间间最最最最多多多多
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