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操作系统5-2.ppt

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1,第十二讲 段/段页式存储管理与虚存目的与要求:了解段/段页式管理,掌握虚存管理.重点与难点:虚存管理系统内存访问过程,2,5.2.2 段式管理,页式管理:对用户而言不自然,3,段式管理的特点:按作业的自然段将其逻辑空间分成若干段,作业以段为单位分配内存。一、空间安排用户作业逻辑空间为二维空间,由若干自然段组成。逻辑地址:段号.段内偏移,记作S,d。编译及装配时把所有地址记成(s,d)的形式。物理内存空间管理:与多道可变划分法一样,系统以段为单位分配物理内存。,4,主程序,子程序1,,子程序2,,栈,,数据,,逻辑空间,子程序2,,主程序,栈,数据,OS,,子程序1,,,,,,,,,物理空间,5,二、动态地址转换,保护码,段长,本段内存始地,,,段表:由如下格式的段表项组成,作业每段由一个段表项表示.,段表放于系统空间,进程PCB表中存有段表始地址、段表长度。段表始地址寄存器、段表长度寄存器,6,段表的作用,7,地址变换,为实现从逻辑地址到物理地址的转换,在系统中设置了段表寄存器,用于存放段表始址和段表长度。 为了提高内存的访问速度,也可以使用快表。,8,地址变换过程,进行地扯变换时,系统将逻辑地址中的段号S与段表长度进行比较,若段号超过了段表长度则产生越界中断; 否则根据段表始址和段号计算出该段对应段表项的位置,从中读出该段在内存的起始地址, 然后再检查段内地址是否超过该段的段长,若超过则同样发出越界中断信号; 若未越界,则将该段的起始地址与段内位移相加,从而得到了要访问的物理地址。,9,地址变换机构图,,段表寄存器,段表始址 段表长度,,越界中断,,<,,+,逻辑地址,段号(2)段内位移(100),,,,,段号 段长 始址,1K 6K800 4K600 8K,012,,,,,,物理地址,段表,,,+,8292,,10,分段地址变换例,设作业分为3段,0、1、2段长度分别为1K、800、600,分别存放在内存6K、4K、8K开始的内存区域。 逻辑地址(2,100)的段号为2,段内位移为100。 查段表可知第2段在内存的起始地址8K。 将起始地址与段内位移相加,8K+100=8292,物理地址为8292。,11,段号,保护码,段长,段内存始址,.,.,.,.,,,,,,,,,保护码,段长,段内存始址,.,.,.,,,,S,d,段表始址,段表长度,≥,+,,,,,,,,,,,,,,,,,,,+,,,,,PA,越界,,地址转换过程,LA,,,,联想存储器,12,三、共享与保护,若共享的段引用自身的某个地址,则各进程必须用同一段号来共享这一段。,(1) SQRT(A,Y) (2) IF X0 THEN GOTO (SQRT,L) (3) … (4) … (5) (SQRT,L):… (6) …,GOTO (SQRT,L),,GOTO (段号,L),13,段的共享与保护,分段是信息的逻辑单位,因而实现共享比分页系统方便。 在分页存储管理系统中,信息的共享是通过使多个进程页表项指向同一个物理块来实现的。,14,分页系统中信息共享示意图,0 2160 6170 7180,,,ed1┇ed40data1┇data10,进程1,,,,,,ed1┇ed40data1┇data10,进程2,,,,,,21┇6061┇70,页表,,,,,,21┇6071┇80,页表,,,,,┇ed1┇ed40data1┇data10data1┇data10,主存,,,,,,,,,,,,,,,,,15,分段系统中的信息共享,在分段存储管理系统中,信息的共享是通过使多个进程的段表项指向同一内存区域实现的。,16,分段系统中共享信息示意图,进程1,段表,段长 基址160 8040 380,eddata2,80240280380 420,,eddata1,,段长 基址160 8040 240,,,┇eddata1┇data2┇,主存,,,,,,,,,,进程2,,段表,,,,17,可重入代码,可重入代码又称为纯代码,是允许多个进程同时访问的代码。可重入代码在执行中不能修改。,18,分段保护,分段保护方法有: 地址越界保护:段号与段表长度的比较,段内位移与段长的比较 存取控制保护:设置存取权限,访问段时判断访问类型与存取权限是否相符,分段系统的内存管理采用什么方法?,19,分段与分页的主要区别,分页管理与分段管理有许多相似之处,但两者在概念上也有很多区别,主要表现在: 页是信息的物理单位,是为了减少内存碎片及提高内存利用率,是系统管理的需要。段是信息的逻辑单位,它含有一组意义相对完整的信息,分段的目的是为了更好地满足用户的需要。 页的大小固定且由系统决定,由硬件把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分。段的长度不固定且由用户所编写的程序决定,通常由编译系统
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