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存儲器中常用的分配方式是

發布時間: 2023-01-10 07:37:14

① 操作系統的內存分配一般有哪幾種方式,各有什麼優缺點

變長:內存時比較靈活,但是易產生內存碎片。
定長:靈活性差,但分配效率較高,不會產生內存碎片。

② 26 文件外存分配方式

目前,常用的外存分配方法有 連續分配 鏈接分配 索引分配 三種。採用不同的分配方式時,將形成不同的文件物理結構。

連續分配方式對應順序式文件結構,鏈接分配方式形成鏈接式文件結構,索引分配方式將形成索引式文件結構。有的系統(如DOS操作系統)對三種方法都支持,但是更普遍的是 一個系統只提供一種方法的支持

連續分配方法要求每個文件在磁碟上佔有一組連續的塊,如圖所示。這樣所形成的文件結構稱為 順序文件結構 ,此時的物理文件稱為 順序文件 。這種分配方式保證了邏輯文件中的的記錄順序與存儲器中的文件佔用盤塊的順序是 一致的

優點是 實現簡單、存取速度快 ,支持順序訪問和直接訪問,作業訪問磁碟時需要的尋道數和尋道時間最短。

缺點在於,文件長度 不宜動態增加 ,因為一個文件末尾後的盤塊可能已經分配給其他文件,一旦需要增加, 就需要大量移動盤塊。在外存上使用緊湊技術所花費的時間遠比內存緊湊一次所花費的時間多得多。

此外,反復增刪文件後會產生 外部碎片 (與內存管理分配方式中的碎 片相似),並且很難確定一個文件需要的空間大小,因而只適用於長度固定的文件。

鏈接分配是釆取 離散分配 的方式,消除了外部碎片,故而顯著地 提高了磁碟空間的利用率 ;又因為是根據文件的當前需求,為它分配必需的盤塊,當文件動態增長時,可以動態地再為它分配盤塊,故而 無需事先知道文件的大小 。此外,對文件的 增、刪、改也非常方便

鏈接分配又可以分為隱式鏈接和顯式鏈接兩種形式。

文件,目錄中每個目錄項都包括 指向鏈接文件第一盤塊和最後一個盤塊的指針 。磁碟塊分布在磁碟的任何地方,除最後一個盤塊外,每一個盤塊都有指向下一個盤塊的指針,這些指針對用戶是透明的。

為了提高檢索速度和減小指針所佔存儲空間,可以將幾個盤塊組成一個簇(cluster),雖然成倍 減少了訪問時間,以及指針存儲空間,但卻增大了內部碎片,改進很有限

顯示鏈接把用於鏈接文件各物理塊的指針,顯示地存放在內存的一張鏈接表中。該表在整個磁碟僅設置一張。

表的序號從0開始,直至N-1,N為盤塊總數,在每個表項中存放鏈接指針,即下一個盤塊號。

在該表中,凡是屬於某一文件的第一個盤塊號(鏈首指針所對應的盤塊號)均作為文件地址被填入相應的文件的FCB的物理地址欄位中。

由於查找記錄的過程是 在內存中進行的,因而提高了檢索速度,減少了訪問磁碟的次數 。由於分配給文件的所有盤塊號都在該表中,故把該表稱為文件分配表FAT(File Allocation Table)。

在打開某個文件時,只需把該文件佔用的盤塊號的編號調入內存即可, 無需把整個FAT調入內存 。為此,將每個文件所對應的盤塊號集中地放在一起,索引分配方式就是基於此想法所形成的一種分配方式。

其為每個文件分配一個索引表,再把分配給該文件的所有盤塊號都記錄在該索引塊中,因而該索引塊就是一個含有許多磁碟塊號的數組。在建立一個文件時,只需要在為之建立的目錄項中填上指向該索引塊的指針。

當文件太大時,索引塊太多,單級索引是低效的 。此時,為這些索引塊再建立一級索引,稱為第一級索引,還可再建立索引,稱為第二級索引等等。稱為多級索引分配。

在二級索引分配方式下,若每個盤塊的大小為1KB,每個盤塊號佔4個位元組,在一個索引塊可以存放256個盤塊號。則,在兩級索引時,最多可以包括存放文件的盤塊號總數為64K(256 * 256)個盤塊號,所允許文件最大長度為64MB。

若盤塊號為4KB,則一級索引的最大文件大小為4MB,二級索引的最大文件大小為4GB。

多種索引分配方式相結合 而形成的一種分配方式,如直接地址,一次間接地址,多次間接地址。

Unix SystemV的分配採用了三級索引分配方式。共設置了13個索引地址項。前10個:iaddr(0)~iaddr(9)為直接地址項,iaddr(10)為一次間接地址項,iaddr(11)為二次間接地址項,iaddr(12)為三次間接地址項。

③ 操作系統中文件系統經常使用的分配方式

一、程序載入
在早期的計算機中,要運行一個程序,會把這些程序全都裝入內存,程序都是直接運行在內存上的,也就是說程序中訪問的內存地址都是實際的物理內存地址。當計算機同時運行多個程序時,必須保證這些程序用到的內存總量要小於計算機實際物理內存的大小。
這樣會造成的問題有:
(1):進程地址空間不隔離。由於程序都是直接訪問物理內存,所以惡意程序可以隨意修改別的進程的內存數據,以達到破壞的目的。有些非惡意的,但是有bug的程序也可能不小心修改了其它程序的內存數據,就會導致其它程序的運行出現異常。
(2):內存使用效率低。有大量的數據在裝入裝出,導致效率十分低下。
(3):程序運行的地址不確定。因為是隨機分配的,所以程序運行的地址是不確定的。
二、虛擬內存
為了解決上述問題,人們想到了一種變通的方法,就是增加一個中間層,利用一種間接的地址訪問方法訪問物理內存。按照這種方法,程序中訪問的內存地址不再是實際的物理內存地址,而是一個虛擬地址,然後由操作系統將這個虛擬地址映射到適當的物理內存地址上。這樣,只要操作系統處理好虛擬地址到物理內存地址的映射,就可以保證不同的程序最終訪問的內存地址位於不同的區域,彼此沒有重疊,就可以達到內存地址空間隔離的效果。人們之所以要創建一個虛擬地址空間,目的是為了解決進程地址空間隔離的問題。但程序要想執行,必須運行在真實的內存上,所以,必須在虛擬地址與物理地址間建立一種映射關系。這樣,通過映射機制,當程序訪問虛擬地址空間上的某個地址值時,就相當於訪問了物理地址空間中的另一個值。人們想到了一種分段(Sagmentation)的方法,它的思想是在虛擬地址空間和物理地址空間之間做一一映射。
這種分段的映射方法雖然解決了上述中的問題一和問題三,但並沒能解決問題二,即內存的使用效率問題。在分段的映射方法中,每次換入換出內存的都是整個程序,這樣會造成大量的磁碟訪問操作,導致效率低下。所以這種映射方法還是稍顯粗糙,粒度比較大。實際上,程序的運行有局部性特點,在某個時間段內,程序只是訪問程序的一小部分數據,也就是說,程序的大部分數據在一個時間段內都不會被用到。基於這種情況,人們想到了粒度更小的內存分割和映射方法,這種方法就是分頁(Paging)。
(三):分頁
分頁的基本方法是,將地址空間分成許多的頁。每頁的大小由CPU決定,然後由操作系統選擇頁的大小。目前Inter系列的CPU支持4KB或4MB的頁大小,而PC上目前都選擇使用4KB。按這種選擇,4GB虛擬地址空間共可以分成1048576個頁,512M的物理內存可以分為131072個頁。顯然虛擬空間的頁數要比物理空間的頁數多得多。分頁方法的核心思想就是當可執行文件執行到第x頁時,就為第x頁分配一個內存頁y,然後再將這個內存頁添加到進程虛擬地址空間的映射表中,這個映射表就相當於一個y=f(x)函數。應用程序通過這個映射表就可以訪問到x頁關聯的y頁了。
一 頁式管理
1 頁式管理的基本原理將各進程的虛擬空間劃分成若干個長度相等的頁(page),頁式管理把內存空間按頁的大小劃分成片或者頁面(page frame),然後把頁式虛擬地址與內存地址建立一一對應頁表,並用相應的硬體地址變換機構,來解決離散地址變換問題。頁式管理採用請求調頁或預調頁技術實現了內外存存儲器的統一管理。 它分為
1 靜態頁式管理。靜態分頁管理的第一步是為要求內存的作業或進程分配足夠的頁面。系統通過存儲頁面表、請求表以及頁表來完成內存的分配工作。靜態頁式管理解決了分區管理時的碎片問題。但是,由於靜態頁式管理要求進程或作業在執行前全部裝入內存,如果可用頁面數小於用戶要求時,該作業或進程只好等待。而且作業和進程的大小仍受內存可用頁面數的限制。
2 動態頁式管理。動態頁式管理是在靜態頁式管理的基礎上發展起來的。它分為請求頁式管理和預調入頁式管理。
優點: 沒有外碎片,每個內碎片不超過頁大小。一個程序不必連續存放。便於改變程序佔用空間的大小(主要指隨著程序運行而動態生成的數據增多,要求地址空間相應增長,通常由系統調用完成而不是操作系統自動完成)。
缺點:程序全部裝入內存。
要求有相應的硬體支持。例如地址變換機構,缺頁中斷的產生和選擇淘汰頁面等都要求有相應的硬體支持。這增加了機器成本。增加了系統開銷,例如缺頁中斷處理機,請求調頁的演算法如選擇不當,有可能產生抖動現象。 雖然消除了碎片,但每個作業或進程的最後一頁內總有一部分空間得不到利用果頁面較大,則這一部分的損失仍然較大。
二 段式管理的基本思想
把程序按內容或過程(函數)關系分成段,每段有自己的名字。一個用戶作業或進程所包含的段對應一個二維線形虛擬空間,也就是一個二維虛擬存儲器。段式管理程序以段為單位分配內存,然後通過地址影射機構把段式虛擬地址轉換為實際內存物理地址。
程序通過分段(segmentation)劃分為多個模塊,如代碼段、數據段、共享段。其優點是: 可以分別編寫和編譯。 可以針對不同類型的段採取不同的保護。 可以按段為單位來進行共享,包括通過動態鏈接進行代碼共享。
三 段頁式管理的實現原理
1 虛地址的構成
一個進程中所包含的具有獨立邏輯功能的程序或數據仍被劃分為段,並有各自的段號s。這反映相繼承了段式管理的特徵。其次,對於段s中的程序或數據,則按照一定的大小將其劃分為不同的頁。和頁式系統一樣,最後不足一頁的部分仍佔一頁。這反映了段頁式管理中的頁式特徵。從而,段頁式管理時的進程的虛擬地址空間中的虛擬地址由三部分組成:即段號s,頁號P和頁內相對地址d。虛擬空間的最小單位是頁而不是段,從而內存可用區也就被劃分成為著干個大小相等的頁面,且每段所擁有的程序和數據在內存中可以分開存放。分段的大小也不再受內存可用區的限制。
2 段表和頁表
為了實現段頁式管理,系統必須為每個作業或進程建立一張段表以管理內存分配與釋放、缺段處理、存儲保護相地址變換等。另外,由於一個段又被劃分成了若干頁,每個段又必須建立一張頁表以把段中的虛頁變換成內存中的實際頁面。顯然,與頁式管理時相同,頁表中也要有相應的實現缺頁中斷處理和頁面保護等功能的表項。另外,由於在段頁式管理中,頁表不再是屬於進程而是屬於某個段,因此,段表中應有專項指出該段所對應頁表的頁表始址和頁表長度。
3 動態地址變換過程
在一般使用段頁式存儲管理方式的計算機系統中,都在內存中辟出一塊固定的區域存放進程的段表和頁表。因此,在段頁式管理系統中,要對內存中指令或數據進行一次存取的話,至少需要訪問三次以上的內存:
第一次是由段表地址寄存器得段表始址後訪問段表,由此取出對應段的頁表在內存中的地址。
第二次則是訪問頁表得到所要訪問的物理地址。
第三次才能訪問真正需要訪問的物理單元。
顯然,這將使CPU的執行指令速度大大降低。為了提高地址轉換速度,設置快速聯想寄存器就顯得比段式管理或頁式管理時更加需要。在快速聯想寄存器中,存放當前最常用的段號s、頁號p和對應的內存頁面與其它控制用欄目。當要訪問內存空間某一單元時,可在通過段表、頁表進行內存地址查找的同時,根據快速聯想寄存器查找其段號和頁號。如果所要訪問的段或頁在快速聯想寄存器中,則系統不再訪問內存中的段表、頁表而直接把快速聯想寄存器中的值與頁內相對地址d拼接起來得到內存地址。
總之,因為段頁式管理是段式管理的頁式管理方案結合而成的,所以具有它們二者的優點。但反過來說,由於管理軟體的增加,復雜性和開銷也就隨之增加了。另外,需要的硬體以及佔用的內存也有所增加。更重要的是,如果不採用聯想寄存器的方式提高CPU的訪內速度,將會使得執行速度大大下降

④ 多處理機中存儲器的地址有幾種分配方法

電腦存儲器分為內存儲器和外存儲器:內存又分為隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)兩種。ROM是只能讀出信息,不能寫入信息,這里的存放信息能長期保存而不受停電的影響,關機後開機,又可以從中讀出信息。因此ROM中常存放管理機器本身的監控程序和一些服務程序。RAM的特點是可讀可寫,但關機後裡面的信息自動消失。因此一般用來存儲電腦運行時所需要的程序,我們通常說的內存條指的就是RAM。外存是電腦中存儲信息的重要部件,它用來存儲大量數據,有硬碟、軟盤、光碟、U盤、移動硬碟等等。其中硬碟固定在電腦主機箱內,容量從幾十G到幾百G不等。 )SBBAX, H; )MOVAX,SEGTABL·給DMA控制邏輯指明數據傳送方向是輸入(主存寫)還是輸出(主存讀);·向DMA設備地址寄存器送入設備號,並啟動設備;·向DMA主存地址寄存器送入交換數據的主存起始地址;·對字計數器賦以交換數據的個數。我只負責整理

⑤ 內存為程序分配空間的四種分配方式

存儲器是個寶貴但卻有限的資源。一流的操作系統,需要能夠有效地管理及利用存儲器。

內存為程序分配空間有四種分配方式:

1、連續分配方式

2、基本分頁存儲管理方式

3、基本分段存儲管理方式

4、段頁式存儲管理方式

首先講連續分配方式。 連續分配方式 出現的時間比較早,曾廣泛應用於20世紀60~70年代的OS中,但是它至今仍然在內存管理方式中佔有一席之地,原因在於它 實現起來比較方便,所需的硬體支持最少 。連續分配方式又可細分為四種: 單一連續分配、固定分區分配、動態分區分配和動態重定位分區分配

其中固定分區的分配方式,因為分區固定,所以缺乏靈活性,即 當程序太小時,會造成內存空間的浪費( 內部碎片 ) 程序太大時,一個分區又不足以容納,致使程序無法運行( 外部碎片 ) 。但盡管如此,當一台計算機去控制多個相同對象的時候,由於這些對象內存大小相同,所以完全可以採用這種內存管理方式,而且是最高效的。這里我們可以看出存儲器管理機制的多面性:沒有那種存儲器管理機制是完全沒有用的,在適合的場合下,一種被認為最不合理的分配方案卻可能稱為最高效的分配方案。 一切都要從實際問題出發,進行設計。

為了解決固定分區分配方式的缺乏靈活性,出現了 動態分配方式 。動態分配方式採用一些 尋表(Eg: 空閑鏈表 ) 的方式,查找能符合程序需要的空閑內存分區。但代價是增加了系統運行的開銷,而且內存空閑表本身是一個文件,必然會佔用一部分寶貴的內存資源,而且有些演算法還會增加內存碎片。

可重定位分區分配通過對程序實現成定位,從而可以將內存塊進行搬移,將小塊拼成大塊,將小空閑「緊湊」成大空閑,騰出較大的內存以容納新的程序進程。

連續分配方式 會形成許多「碎片」,雖然可以通過「緊湊」方式將許多碎片拼接成可用的大塊空間,但須為之付出很大開銷。所以提出了「 離散分配方式 」的想法。如果 離散分配的基本單位是頁 ,則稱為 分頁管理方式 ;如果離散分配的基本單位是段,則稱為 分段管理方式

分頁存儲管理是將一個進程的邏輯地址空間分成若干個大小相等的片,稱為頁面或頁,並為各頁加以編號,從0開始,如第0頁、第1頁等。相應地,也把內存空間分成與頁面相同大小的若干個存儲塊,稱為(物理)塊或頁框(frame),也同樣為它們加以編號,如0#塊、1#塊等等。在為進程分配內存時,以塊為單位將進程中的若干個頁分別裝入到多個可以不相鄰接的物理塊中。由於進程的最後一頁經常裝不滿一塊而形成了不可利用的碎片,稱之為「 頁內碎片 」。

在分頁系統中,允許將進程的各個頁離散地存儲在內存不同的物理塊中(所以能實現離散分配方式) ,但系統應能保證進程的正確運行,即能在內存中找到每個頁面所對應的物理塊。為此,系統又為每個進程建立了一張頁面映像表,簡稱 頁表 。在進程地址空間內的所有頁,依次在頁表中有一頁表項,其中記錄了相應頁在內存中對應的物理塊號。在配置了頁表後,進程執行時,通過查找該表,即可找到每頁在內存中的物理塊號。可見, 頁表的作用是實現從頁號到物理塊號的地址映射

為了能夠將用戶地址空間中的 邏輯地址,變換為內存空間中的物理地址 ,在系統中必須設置 地址變換機構 。地址變換任務是藉助於頁表來完成的。

頁表 的功能可由一組專門的寄存器來實現。由於寄存器成本較高,且大多數現代計算機的頁表又很大,使頁表項總數可達幾千甚至幾十萬個,顯然這些頁表項不可能都用寄存器來實現,因此,頁表大多駐留在內存中。因為一個進程可以通過它的PCB來時時保存自己的狀態,等到CPU要處理它的時候才將PCB交給寄存器,所以,系統中雖然可以運行多個進程,但也只需要一個頁表寄存器就可以了。

由於 頁表是存放在內存中 的,這使得 CPU在每存取一個數據時,都要兩次訪問內存 。為了提高地址變換速度,在地址變化機構中增設了一個 具有並行查詢能力的高速緩沖寄存器 ,又稱為「聯想寄存器」(Associative Lookaside Buffer)。

在單級頁表的基礎上,為了適應非常大的邏輯空間,出現了兩級和多級頁表,但是,他們的原理和單級頁表是一樣的,只不過為了適應地址變換層次的增加,需要在地址變換機構中增設外層的頁表寄存器。

分段存儲管理方式 的目的,主要是為了滿足用戶(程序員)在編程和使用上多方面的要求,其中有些要求是其他幾種存儲管理方式所難以滿足的。因此,這種存儲管理方式已成為當今所有存儲管理方式的基礎。

分段管理方式和分頁管理方式在實現思路上是很相似的,只不過他們的基本單位不同。分段有 段表 ,也有 地址變換機構 ,為了提高檢索速度,同樣增設 聯想寄存器(具有並行查詢能力的高速緩沖寄存器) 。所以有些具體細節在這個不再贅述。

分頁和分段的主要區別:

1、兩者相似之處:兩者 都採用離散分配方式,且都要通過地址映射機構來實現地址變換

2、兩者的不同之處:

(1)頁是信息的 物理單位 ,分頁是為實現離散分配方式,以消減內存的外零頭,提高內存的利用率。或者說,分頁僅僅是由於 系統管理的需要 而不是用戶的需要。段則是信息的 邏輯單位 ,它含有一組其意義相對完整的信息。 分段的目的是為了能更好地滿足用戶的需要

(2) 頁的大小固定 且由系統決定,而 段的長度卻不固定

(3)分頁的作業地址空間是 一維 的,即單一的線性地址空間;而分段的作業地址空間則是 二維 的。

前面所介紹的分頁和分段存儲管理方式都各有優缺點。 分頁系統能有效地 提高內存利用率 ,而分段系統則能很好地 滿足用戶需求 。 我們希望能夠把兩者的優點結合,於是出現了段頁式存儲管理方式。

段頁式系統的基本原理,是分段和分頁原理的結合,即 先將用戶程序分成若干個段,再把每個段分成若干個頁 ,並為每一個段賦予一個段名。在段頁式系統中,地址結構由段號、段內頁號和頁內地址三部分組成。

和前兩種存儲管理方式相同,段頁式存儲管理方式同樣需要增設聯想寄存器。

離散分配方式 基於將一個進程直接分散地分配到許多不相鄰的分區中的思想,分為分頁式存儲管理,分段式存儲管理和段頁式存儲管理. 分頁式存儲管理旨在提高內存利用率,滿足系統管理的需要,分段式存儲管理則旨在滿足用戶(程序員)的需要,在實現共享和保護方面優於分頁式存儲管理,而段頁式存儲管理則是將兩者結合起來,取長補短,即具有分段系統便於實現,可共享,易於保護,可動態鏈接等優點,又能像分頁系統那樣很好的解決外部碎片的問題,以及為各個分段可離散分配內存等問題,顯然是一種比較有效的存儲管理方式。

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⑥ 分區存儲管理中常用哪些分配策略

1、固定分區存儲管理
其基本思想是將內存劃分成若干固定大小的分區,每個分區中最多隻能裝入一個作業。當作業申請內存時,系統按一定的演算法為其選擇一個適當的分區,並裝入內存運行。由於分區大小是事先固定的,因而可容納作業的大小受到限制,而且當用戶作業的地址空間小於分區的存儲空間時,造成存儲空間浪費。

一、空間的分配與回收

系統設置一張「分區分配表」來描述各分區的使用情況,登記的內容應包括:分區號、起始地址、長度和佔用標志。其中佔用標志為「0」時,表示目前該分區空閑;否則登記佔用作業名(或作業號)。有了「分區分配表」,空間分配與回收工作是比較簡單的。

二、地址轉換和存儲保護

固定分區管理可以採用靜態重定位方式進行地址映射。

為了實現存儲保護,處理器設置了一對「下限寄存器」和「上限寄存器」。當一個已經被裝入主存儲器的作業能夠得到處理器運行時,進程調度應記錄當前運行作業所在的分區號,且把該分區的下限地址和上限地址分別送入下限寄存器和上限寄存器中。處理器執行該作業的指令時必須核對其要訪問的絕對地址是否越界。

三、多作業隊列的固定分區管理

為避免小作業被分配到大的分區中造成空間的浪費,可採用多作業隊列的方法。即系統按分區數設置多個作業隊列,將作業按其大小排到不同的隊列中,一個隊列對應某一個分區,以提高內存利用率。

2、可變分區存儲管理
可變分區存儲管理不是預先將內存劃分分區,而是在作業裝入內存時建立分區,使分區的大小正好與作業要求的存儲空間相等。這種處理方式使內存分配有較大的靈活性,也提高了內存利用率。但是隨著對內存不斷地分配、釋放操作會引起存儲碎片的產生。

一、空間的分配與回收

採用可變分區存儲管理,系統中的分區個數與分區的大小都在不斷地變化,系統利用「空閑區表」來管理內存中的空閑分區,其中登記空閑區的起始地址、長度和狀態。當有作業要進入內存時,在「空閑區表」中查找狀態為「未分配」且長度大於或等於作業的空閑分區分配給作業,並做適當調整;當一個作業運行完成時,應將該作業佔用的空間作為空閑區歸還給系統。

可以採用首先適應演算法、最佳(優)適應演算法和最壞適應演算法三種分配策略之一進行內存分配。

二、地址轉換和存儲保護

可變分區存儲管理一般採用動態重定位的方式,為實現地址重定位和存儲保護,系統設置相應的硬體:基址/限長寄存器(或上界/下界寄存器)、加法器、比較線路等。

基址寄存器用來存放程序在內存的起始地址,限長寄存器用來存放程序的長度。處理機在執行時,用程序中的相對地址加上基址寄存器中的基地址,形成一個絕對地址,並將相對地址與限長寄存器進行計算比較,檢查是否發生地址越界。

三、存儲碎片與程序的移動

所謂碎片是指內存中出現的一些零散的小空閑區域。由於碎片都很小,無法再利用。如果內存中碎片很多,將會造成嚴重的存儲資源浪費。解決碎片的方法是移動所有的佔用區域,使所有的空閑區合並成一片連續區域,這一技術稱為移動技術(緊湊技術)。移動技術除了可解決碎片問題還使內存中的作業進行擴充。顯然,移動帶來系統開銷加大,並且當一個作業如果正與外設進行I/O時,該作業是無法移動的。

3、頁式存儲管理

基本原理

1.等分內存

頁式存儲管理將內存空間劃分成等長的若干區域,每個區域的大小一般取2的整數冪,稱為一個物理頁面有時稱為塊。內存的所有物理頁面從0開始編號,稱作物理頁號。

2.邏輯地址

系統將程序的邏輯空間按照同樣大小也劃分成若干頁面,稱為邏輯頁面也稱為頁。程序的各個邏輯頁面從0開始依次編號,稱作邏輯頁號或相對頁號。每個頁面內從0開始編址,稱為頁內地址。程序中的邏輯地址由兩部分組成:

邏輯地址
頁號p
頁內地址 d

3.內存分配

系統可用一張「位示圖」來登記內存中各塊的分配情況,存儲分配時以頁面(塊)為單位,並按程序的頁數多少進行分配。相鄰的頁面在內存中不一定相鄰,即分配給程序的內存塊之間不一定連續。

對程序地址空間的分頁是系統自動進行的,即對用戶是透明的。由於頁面尺寸為2的整數次冪,故相對地址中的高位部分即為頁號,低位部分為頁內地址。

3.5.2實現原理

1.頁表

系統為每個進程建立一張頁表,用於記錄進程邏輯頁面與內存物理頁面之間的對應關系。地址空間有多少頁,該頁表裡就登記多少行,且按邏輯頁的順序排列,形如:

邏輯頁號
主存塊號

0
B0

1
B1

2
B2

3
B3

2.地址映射過程

頁式存儲管理採用動態重定位,即在程序的執行過程中完成地址轉換。處理器每執行一條指令,就將指令中的邏輯地址(p,d)取來從中得到邏輯頁號(p),硬體機構按此頁號查頁表,得到內存的塊號B』,便形成絕對地址(B』,d),處理器即按此地址訪問主存。

3.頁面的共享與保護

當多個不同進程中需要有相同頁面信息時,可以在主存中只保留一個副本,只要讓這些進程各自的有關項中指向內存同一塊號即可。同時在頁表中設置相應的「存取許可權」,對不同進程的訪問許可權進行各種必要的限制。

4、段式存儲管理

基本原理

1.邏輯地址空間

程序按邏輯上有完整意義的段來劃分,稱為邏輯段。例如主程序、子程序、數據等都可各成一段。將一個程序的所有邏輯段從0開始編號,稱為段號。每一個邏輯段都是從0開始編址,稱為段內地址。

2.邏輯地址

程序中的邏輯地址由段號和段內地址(s,d)兩部分組成。

3.內存分配

系統不進行預先劃分,而是以段為單位進行內存分配,為每一個邏輯段分配一個連續的內存區(物理段)。邏輯上連續的段在內存不一定連續存放。

3.6.2實現方法

1.段表

系統為每個進程建立一張段表,用於記錄進程的邏輯段與內存物理段之間的對應關系,至少應包括邏輯段號、物理段首地址和該段長度三項內容。

2.建立空閑區表

系統中設立一張內存空閑區表,記錄內存中空閑區域情況,用於段的分配和回收內存。

3.地址映射過程

段式存儲管理採用動態重定位,處理器每執行一條指令,就將指令中的邏輯地址(s,d)取來從中得到邏輯段號(s),硬體機構按此段號查段表,得到該段在內存的首地址S』, 該段在內存的首地址S』加上段內地址d,便形成絕對地址(S』+d),處理器即按此地址訪問主存。

5、段頁式存儲管理

頁式存儲管理的特徵是等分內存,解決了碎片問題;段式存儲管理的特徵是邏輯分段,便於實現共享。為了保持頁式和段式上的優點,結合兩種存儲管理方案,形成了段頁式存儲管理。

段頁式存儲管理的基本思想是:把內存劃分為大小相等的頁面;將程序按其邏輯關系劃分為若干段;再按照頁面的大小,把每一段劃分成若干頁面。程序的邏輯地址由三部分組成,形式如下:

邏輯地址
段號s
頁號p
頁內地址d

內存是以頁為基本單位分配給每個程序的,在邏輯上相鄰的頁面內存不一定相鄰。

系統為每個進程建立一張段表,為進程的每一段各建立一張頁表。地址轉換過程,要經過查段表、頁表後才能得到最終的物理地址。

⑦ mc51單片機中通用的存儲器地址兩種分配方法

8051片內有4kB的程序存儲單元,其地址為0000H—0FFFH,其中一組特殊是0000H—0002H單元,系統復位後,PC為0000H,單片機從0000H單元開始執行程序 ,另一組特殊單元是0003H—002AH,這40個單元各有用途,它們被均勻地分為五段,它們的定義如下:
0003H—000AH 外部中斷0中斷地址區。

000BH—0012H 定時/計數器0中斷地址區。

0013H—001AH 外部中斷1中斷地址區。

001BH—0022H 定時/計數器1中斷地址區。

0023H—002AH 串列中斷地址區。

可見以上的40個單元是專門用於存放中斷處理程序的地址單元
二、數據存儲器
MCS-51內部RAM有128或256個位元組的用戶數據存儲(不同的型號有分別),它們是用於存放執行的中間結果和過程數據的。MCS-51的數據存儲器均可讀寫,部分單元還可以位定址。
1、 8051內部RAM共有256個單元,這256個單元共分為兩部分。其一是地址從00H—7FH單元(共128個位元組)為用戶數據RAM。從80H—FFH地址單元(也是128個位元組)為特殊寄存器(SFR)單元。從圖1中可清楚地看出它們的結構分布。

在00H—1FH共32個單元中被均勻地分為四塊,每塊包含八個8位寄存器,均以R0—R7來命名,我們常稱這些寄存器為通用寄存器。
內部RAM的20H—2FH單元為位定址區,既可作為一般單元用位元組定址,也可對它們的位進行定址。位定址區共有16個位元組,128個位,位地址為00H—7FH。。

⑧ 存儲器管理的連續分配存儲管理方式有哪些

連續分配方式.它是指為了一個用戶程序分配一個連續的內存空間.可以分為單一連續分配、固定分區分配、動態分區分配以及動態重定位分區分配四種方式。不過今天我們講的是固定分區分配和動態分區分配。
固定分區分配是最簡單的一種可運行多道程序的存儲管理方式。 一、基本思想:在系統中把用戶區預先劃分成若干個固定分區(每個分區首地址固定,每個分區長度是固定),每個分區可供一個用戶程序獨占使用。注意:每個分區大小可以相同,也可以不相同。 二、主存分配與回收:藉助主存分配表。 三、地址轉換(靜態重定位):物理地址=分區起始地址+邏輯地址。其中劃分分區方法包括分區大小相等和分區大小不等。
動態分區分配是根據進程的實際需要,動態地為之分配內存空間。一、基本思想:按用戶程序需求動態劃分主存供用戶程序使用。(每個分區首地址是動態的,每個分區的長度也是動態的) 二、主存分配與回收-->(1)未分配表(登記未分配出去的分區情況);(2)已分配表(登記已經分配出去的分區情況)。 三、地址轉換:物理地址=分區起始地址+邏輯地址。 四、分區分配演算法:從空閑分區中選擇分區分www.hbbz08.com 配給用戶程序的策略。 (1)首次適應演算法(最先適應)順序查詢為分配表,從表中找出第一個可以滿足作業申請的分區劃分部分分配給用戶作業。 (2)循環首次適應演算法 (3)最佳適應演算法:從空閑分區中找出一個能滿足用戶作業申請的最小空閑分區劃分給用戶作業使用(有利於大作業執行) (4)最壞適應演算法:從空閑分區中挑最大的分區劃分給用戶程序使用(有利於中、小作業執行)

⑨ 常見的存儲分配策略有幾種它們都適合於什麼性質的語言

1 靜態分配若在編譯階段就能確定源程序中各個數據實體的存儲空間大小,則可以採用較簡單的靜態存儲管理。適合靜態管理的語言應具備條件:數組上下界是常數、過程調用不允許遞歸、不允許動態建立數據實體。
2棧式分配適用於允許遞歸調用的程序設計語言
3 堆式分配對於允許程序在運行時為變數動態申請和釋放存儲空間的語言,採用堆式分配是最有效的解決方案