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系统存储器分配

发布时间: 2023-01-12 17:03:49

Ⅰ 现代计算机储存器的分级体系

在计算机系统中存储层次可分为高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器三级。高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题。辅助存储器用于扩大存储空间。

存储系统的性能在计算机中的地位日趋重要,主要原因是:

1、冯诺伊曼体系结构是建筑在存储程序概念的基础上,访存操作约占中央处理器(CPU)时间的70%左右。

2、存储管理与组织的好坏影响到整机效率。

3、现代的信息处理,如图像处理、数据库、知识库、语音识别、多媒体等对存储系统的要求很高。

内储存器(内存)

内储存器直接与CPU相连接,由存取速度较快的电子元件构成,但储存容量较小。用来存放当前运行程序的指令和数据,并直接与 CPU 交换信息,是 CPU 处理数据的主要来源。

内储存器由许多储存单元组成,每个单元能存放一个二进制数或一条由二进制编码表示的指令。内储存器是由随机储存器和只读储存器构成的。只读存储器(ROM,Read Only Memory)用于机器的开机初始化工作和系统默认的设备参数设置。

Ⅱ 【操作系统】01--存储器的层次结构

操作系统存储器,如何对存储器进行有效的管理,直接影响着存储器的利用率和系统性能。

1、存储器的层次结构
2、程序的装入和链接
3、连续分配存储管理方式
4、分页存储管理方式
5、分段存储管理方式

内部碎片和外部碎片
逻辑地址和物理地址
内存分配策略
分页的地址变换,页表的使用
分页和分段的优缺点

1、存储的层次结构

这个图不怎么看的清,总体是三个部分:存储器的层次结构、程序的装入和链接、连续分配存储管理方式

====================

(1)内存分配——为每个进程分配一定的内存空间
(2)地址映射——把程序中所用的相对地址转换成内存的物理地址
(3)内存保护——检查地址的合法性,防止越界访问
(4)内存扩充——解决“求大于供”的问题,采用虚拟存储技术

内存分配
内存分配的主要任务是:为每一道程序分配内存空间,使它们“各得其所”;当程序撤消时,则收回它占用的内存空间。分配时注意提高存储器的利用率。
地址映射
目标程序所访问的地址是逻辑地址集合的地址空间,而内存空间是内存中物理地址的集合,在多道程序环境下,这两者是不一致的,因此,存储管理必须提供地址映射功能,用于把程序地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中对应的物理地址。
内存保护
内存保护的任务是确保每道程序都在自己的内存空间运行,互不干扰。保护系统程序区不被用户侵犯(有意或无意的),不允许用户程序读写不属于自己地址空间的数据(系统区地址空间,其他用户程序的地址空间)。
内存扩充
内存扩充的任务是从逻辑上来扩充内存容量,使用户认为系统所拥有的内存空间远比其实际的内存空间(硬件RAM)大的多。

缓存都在其使用的工具之前,目的是为了减少访问次数】

2.1 主存储器

主存储器是计算机系统中的一个主要部件,用于保存进程运行时的程序和数据,CPU的控制部件只能从主存储器中取得指令和数据,数据能够从主存储器中读取并将他们装入到寄存器中,或者从寄存器存入到主存储器,CPU与外围设备交换的信息一般也依托于主存储器地址空间。但是,主存储器的访问速度远低于CPU执行指令的速度,于是引入了寄存机和告诉缓冲。

2.2 寄存器

寄存器访问速度最快,能与CPU协调工作,价格昂贵,容量不大,寄存器用于加速存储器的访问速度,如用寄存器存放操作数,或用作地址寄存器加快地址转换速度等。

2.3 高速缓存

高速缓存容量大于或远大于寄存器,但小于内存,访问速度高于主内存器,根据程序局部性原理,将主存中一些经常访问的信息存放在高速缓存中, 减少访问主存储器的次数 ,可大幅度提高程序执行速度。通常,进程的程序和数据存放在主存,每当使用时,被临时复制到高速缓存中,当CPU访问一组特定信息时,首先检查它是否在高速缓存中,如果已存在,则直接取出使用,否则,从主存中读取信息。有的计算机系统设置了两级或多级高速缓存,一级缓存速度最高,容量小,二级缓存容量稍大,速度稍慢。

2.4 磁盘缓存

磁盘的IO速度远低于对主存的访问速度,因此将频繁使用的一部分磁盘数据和信息暂时存放在磁盘缓存中, 可减少访问磁盘的次数, 磁盘缓存本身并不是一种实际存在的存储介质,它依托于固定磁盘,提供对主存储器空间的扩充,即利用主存中的存储空间,来暂存从磁盘中读出或写入的信息,主存可以看做是辅存的高速缓存,因为,辅存中的数据必须复制到主存方能使用,反之,数据也必须先存在主存中,才能输出到辅存。

主存储器简称 主存或内存 , 用于保存程序运行时的指令和数据.

寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件,它们可用来暂存指令、数据和 地址 .

通常, 处理机从指存中读出数据放入指令寄存器, 这一时间段我们称之为取指周期; 处理机从数存中读取数据放入数据寄存器, 再流入运算器, 这一时间段我们称之为执行周期.

高速缓存和磁盘缓存:

高速缓冲存储器是介于寄存器和存储器之间的存储器, 主要用于备份主存中较常用的数据, 用来减少处理机对主存储器的访问次数, 提高运行效率.

磁盘缓存主要用于暂时存放频繁使用的一部分磁盘数据和信息, 以减少访问磁盘的次数.

Ⅲ 操作系统的内存分配一般有哪几种方式,各有什么优缺点

变长:内存时比较灵活,但是易产生内存碎片。
定长:灵活性差,但分配效率较高,不会产生内存碎片。

Ⅳ plc中如何进行存储分配

虽然各种PLC的CPU的最大寻址空间各不相同,但是根据PLC的工作原理,其存储空间一般包括以下三个区域:
(1)系统程序存储区
(2)系统RAM存储区(包括I/O映象区和系统软设备等)
(3)用户程序存储区系统程序存储区:在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。由制造厂商将其固化在EPROM中,用户不能直接存取。它和硬件一起决定了该PLC的性能。
系统RAM存储区:系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备,如:逻辑线圈;数据寄存器;计时器;计数器;变址寄存器;累加器等存储器。
(1)I/O映象区:由于PLC投入运行后,只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据,在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。因此,它需要一定数量的存储单元(RAM)以存放I/O的状态和数据,这些单元称作I/O映象区。一个开关量I/O占用存储单元中的一个位(bit),一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字(16个bit)。因此整个I/O映象区可看作两个部分组成:开关量I/O映象区;模拟量I/O映象区。
(2)系统软设备存储区 :除了I/O映象区区以外,系统RAM存储区还包括PLC内部各类软设备(逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等)的存储区。该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域,前者在PLC断电时,由内部的锂电池供电,数据不会遗失;后者当PLC断电时,数据被清零。
1)逻辑线圈与开关输出一样,每个逻辑线圈占用系统RAM存储区中的一个位,但不能直接驱动外设,只供用户在编程中使用,其作用类似于电器控制线路中的继电器。另外,不同的PLC还提供数量不等的特殊逻辑线圈,具有不同的功能。
2)数据寄存器与模拟量I/O一样,每个数据寄存器占用系统RAM存储区中的一个字(16 bits)。 另外,PLC还提供数量不等的特殊数据寄存器,具有不同的功能。
3)计时器
4)计数器
用户程序存储区
用户程序存储区存放用户编制的用户程序。不同类型的PLC,其存储容量各不相同。
PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可*得电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。

Ⅳ 多处理机中存储器的地址有几种分配方法

电脑存储器分为内存储器和外存储器:内存又分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种。ROM是只能读出信息,不能写入信息,这里的存放信息能长期保存而不受停电的影响,关机后开机,又可以从中读出信息。因此ROM中常存放管理机器本身的监控程序和一些服务程序。RAM的特点是可读可写,但关机后里面的信息自动消失。因此一般用来存储电脑运行时所需要的程序,我们通常说的内存条指的就是RAM。外存是电脑中存储信息的重要部件,它用来存储大量数据,有硬盘、软盘、光盘、U盘、移动硬盘等等。其中硬盘固定在电脑主机箱内,容量从几十G到几百G不等。 )SBBAX, H; )MOVAX,SEGTABL·给DMA控制逻辑指明数据传送方向是输入(主存写)还是输出(主存读);·向DMA设备地址寄存器送入设备号,并启动设备;·向DMA主存地址寄存器送入交换数据的主存起始地址;·对字计数器赋以交换数据的个数。我只负责整理

Ⅵ mc51单片机中通用的存储器地址两种分配方法

8051片内有4kB的程序存储单元,其地址为0000H—0FFFH,其中一组特殊是0000H—0002H单元,系统复位后,PC为0000H,单片机从0000H单元开始执行程序 ,另一组特殊单元是0003H—002AH,这40个单元各有用途,它们被均匀地分为五段,它们的定义如下:
0003H—000AH 外部中断0中断地址区。

000BH—0012H 定时/计数器0中断地址区。

0013H—001AH 外部中断1中断地址区。

001BH—0022H 定时/计数器1中断地址区。

0023H—002AH 串行中断地址区。

可见以上的40个单元是专门用于存放中断处理程序的地址单元
二、数据存储器
MCS-51内部RAM有128或256个字节的用户数据存储(不同的型号有分别),它们是用于存放执行的中间结果和过程数据的。MCS-51的数据存储器均可读写,部分单元还可以位寻址。
1、 8051内部RAM共有256个单元,这256个单元共分为两部分。其一是地址从00H—7FH单元(共128个字节)为用户数据RAM。从80H—FFH地址单元(也是128个字节)为特殊寄存器(SFR)单元。从图1中可清楚地看出它们的结构分布。

在00H—1FH共32个单元中被均匀地分为四块,每块包含八个8位寄存器,均以R0—R7来命名,我们常称这些寄存器为通用寄存器。
内部RAM的20H—2FH单元为位寻址区,既可作为一般单元用字节寻址,也可对它们的位进行寻址。位寻址区共有16个字节,128个位,位地址为00H—7FH。。

Ⅶ 文件系统中分配存储空间的基本单位是什么

以块为单位进行的。

为了提高存储空间的利用率,对存储空间的分配,通常是采用离散分配方式,以减少外存零头,并以盘块为基本分配单位。盘块的大小通常为 1~8KB。

文件系统中,用于文件的描述和控制并与文件一一对应的是文件控制块。文件存储空间的管理就是块空间的管理,包括空闲块的分配、回收和组织等几个问题。

(7)系统存储器分配扩展阅读:

位示图是利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情况。当其值为“0”时,表示对应的盘块空闲;为“1”时,表示已分配。有的系统把“0”作为盘块已分配的标志,把“1”作为空闲标志。(它们在本质上是相同的,都是用一位的两种状态来标志空闲和已分配两种情况。)

磁盘上的所有盘块都有一个二进制位与之对应,这样,由所有盘块所对应的位构成一个集合,称为位示图。通常可用 m × n 个位数来构成位示图,并使 m × n 等于磁盘的总块数。位示图也可描述为一个二维数组 map:Var map: array of bit;

Ⅷ 操作系统存储器动态分区分配的(快速适应算法)问题

这里的分割指的是:如果空闲分区大小为8k,而程序所占有的大小只有6k,对于一般的分配算法,会将空闲分区划分成一个6k和一个2k,然后把6k分配给程序,把2k的重新加入到空闲分区链。而快速适应算法会直接把8k都分配给程序。文中说的不会产生内存碎片指的是外碎片,而那空余的2k属于内碎片。

Ⅸ 操作系统存储器在实现内存分配时 既然有了灵活的动态分配 为什么还要有静态分配

从操作系统管理的角度讲,提供动态内存分配是为了让应用程序运行时可以使用更大的内存空间,只受限于硬件配置;然而,一个应用程序正常运行必然要占用一定的空间,比如用来保存基本运行变量的空间,所以操作系统会根据经验值预分配一部分空间给应用程序,免得每个程序都要为一些基本的变量数据单独申请动态空间,频繁的内存分配会降低系统效率,而且还会增加程序员的无效工作量。
这种东西用规划求解的套路去看,会清楚些。因素1,纯静态,得到的结果经常不是浪费资源的无意义占用,就是不够用;因素2,纯动态,系统内存利用效率最高,但是频繁的动态内存分配一样会降低系统效率,同时增加程序员的工作量。根据总体目标,必然可以规划出最优解,也就是那个动静态配比。平衡各种互相制约的因素,平衡各种利益关系,多数靠规划求解。