第五章存储管理
操作系统原理第5章 存储管理
• ⑶最佳适应算法
• 最佳适应算法的空闲链是按空闲区从小到大顺序排 列。为进程选择分区时总是寻找其大小最接近进程 所要求的存储区域。所谓“最佳”是指每次为进程 分配内存时，总是把能满足要求、又是最小的空闲 分区分配给进程，避免“大材小用”。
• 因为每次分配后所切割下来的剩余部分总是最小的， 这样将加速碎片的形成。
• ①如果被回收空闲分区没有空闲伙伴分区，那么保留该分区为一 个独立的空闲分区，否则执行②；
• ②合并回收分区及其伙伴分区，从而得到一个尺寸（2I+1）更大的 回收空闲分区，转移到①；
一个伙伴系统内存分配与回收的例子
• 伙伴系统克服了固定分区和动态分区存储管理技术的缺陷。但是伙伴 系统存在一个问题，即内存空间需要不断地进行分裂和合并，频繁的 伙伴分区合并操作会浪费很多时间。
• ③内存分配原则，以页帧为单位来分配内存，将进程若干个逻辑上连续的 页面装入若干个离散的页帧中，由页表提供进程的页号到存储空间帧号的 映射。
5.2.4伙伴系统
• 其实现原理如下： • 一个伙伴系统内存的用户可用空间为2U。进程申请存储空间时，
系统总是为其分配大小为2I的一个空闲分区。其中S≤I≤U，2S是系 统允许的最小分区尺寸。在实际操作系统中，最小分区尺寸一般 为212。 • 如果进程申请的存储空间大小为K，且2I-1<K≤2I，则将整个2I大小的 分区分配给该进程；否则，该分区被分割成两个大小相等的伙伴 分区，大小为2I-1；再判断K是否满足条件：2I-2<K≤2I-1，若满足条件， 则将两个伙伴中的任何一个分配给该进程。否则，将其中一个伙 伴又分成两个大小相等的伙伴分区；此过程一直继续进行，直到 产生的分区满足条件I-J≥S并2I-J-1<K≤2I-J，将2I-J大小的分区分配给该 进程；当I-J-1<S时，系统不再分割成两个大小相等的伙伴分区，将 2S大小的分区分配给该进程。 • 当进程执行完毕，释放一个尺寸为2I的分区时，系统用下面的算法 回收该分区。
存货进销存管理规定(3篇)
第1篇第一章总则第一条为加强公司存货管理，提高存货周转率，降低存货成本，确保存货的安全与完整，特制定本规定。
第二条本规定适用于公司所有存货的采购、验收、储存、领用、报废、盘点等各个环节。
第三条公司存货管理应遵循以下原则：1. 规范化：建立健全存货管理制度，确保存货管理工作的规范性和一致性。
2. 安全性：确保存货在储存、运输、使用过程中的安全，防止损失和浪费。
3. 经济性：合理控制存货水平，降低存货成本，提高资金使用效率。
4. 实效性：及时掌握存货动态，提高存货管理的效率和准确性。
第二章采购管理第四条采购部门负责制定采购计划，包括采购数量、采购时间、采购价格等。
第五条采购计划应根据以下因素制定：1. 销售预测：根据销售部门提供的销售预测数据，确定采购数量。
2. 库存水平：根据库存状况，确定采购时间。
3. 供应商情况：选择信誉好、质量优、价格合理的供应商。
4. 成本控制：在保证质量的前提下，尽量降低采购成本。
第六条采购部门应与供应商签订采购合同，明确双方的权利和义务。
第七条采购合同应包括以下内容：1. 采购物品的名称、规格、数量、质量要求。
2. 交货时间、地点、方式。
3. 付款方式、期限。
4. 违约责任。
第三章验收管理第八条验收部门负责对采购的存货进行验收，确保其符合合同要求。
第九条验收流程如下：1. 验收部门收到采购部门的通知后，安排验收人员对存货进行验收。
2. 验收人员对存货进行外观检查、数量核对、质量检测等。
3. 验收结果符合合同要求，验收部门出具验收报告；不符合要求，退回供应商重新发货。
第十条验收报告应包括以下内容：1. 验收日期、地点。
2. 验收人员姓名。
3. 验收结果。
4. 验收结论。
第四章储存管理第十一条储存部门负责对验收合格的存货进行储存管理。
第十二条储存场所应满足以下条件：1. 安全：储存场所应具备防火、防盗、防潮、防虫等安全措施。
2. 舒适：储存场所应保持适宜的温度和湿度。
3. 规范：储存场所应设置明确的标识，方便查找和管理。
存货管理规定(3篇)
第1篇第一章总则第一条为加强公司存货管理，提高存货周转率，降低存货成本，确保公司资产安全，特制定本规定。
第二条本规定适用于公司所有存货的管理，包括原材料、在制品、半成品、成品、备品备件等。
第三条存货管理应遵循以下原则：1. 安全第一，确保存货安全；2. 经济合理，降低存货成本；3. 严格管理，规范操作；4. 及时准确，信息共享。
第二章组织机构与职责第四条公司设立存货管理领导小组，负责制定存货管理政策、制度和考核标准，监督存货管理工作。
第五条各部门应设立存货管理岗位，负责本部门存货的日常管理工作。
第六条存货管理领导小组职责：1. 制定存货管理政策、制度和考核标准；2. 监督各部门存货管理工作；3. 定期组织存货盘点；4. 处理存货管理中的重大问题。
第七条各部门存货管理岗位职责：1. 负责本部门存货的收、发、存管理工作；2. 按规定填写存货台账，确保信息准确；3. 定期盘点存货，确保账实相符；4. 及时处理存货短缺、损坏等问题；5. 参与存货管理培训和考核。
第三章收货管理第八条收货前，采购部门应与供应商签订采购合同，明确采购数量、质量、交货时间等。
第九条收货时，验收部门应按照采购合同、质量标准对货物进行验收，确保货物质量符合要求。
第十条验收合格后，验收部门应填写收货单，并及时将收货单交由财务部门进行入账。
第十一条收货部门应将收货单及货物送至指定仓库，仓库保管员应核对收货单，无误后办理入库手续。
第四章发货管理第十二条发货前，销售部门应核对订单信息，确保订单准确无误。
第十三条发货时，仓库保管员应按照订单要求，核对货物数量、质量，无误后办理出库手续。
第十四条发货部门应填写发货单，并及时将发货单交由财务部门进行出账。
第十五条发货部门应将发货单及货物送至指定地点，确保货物安全送达。
第五章仓库管理第十六条仓库应设置合理的存货区域，分类存放不同类型的存货。
第十七条仓库保管员应定期检查存货，确保存货质量。
第十八条仓库应保持整洁，防止货物受潮、受污染。
第5章计算机操作系统答案 存储管理
第五章存储管理一、选择题：1.将作业地址空间中的逻辑地址转换为内存中的物理地址的过程称为（）。
A.重定位B.逻辑变换C.地址交换D.进程创建2.虚存的基础是（）。
A.局部性理论B.程序执行时对内存访问不均匀C.指令局部性D.变量的连续访问3.实现虚拟存储器的目的是（）。
A.实现存储保护B.实现信息共享C.扩充辅存容量D.扩充主存容量4.在地址映射方式中，静态重定位具有的特点是（）。
A.可以把一个作业分配在一个不连续的存储区域中B.可以实现不同作业主存信息的共享C.要求把一个作业分配在一个连续的存储区域中D.很容易实现主存的扩充5.在地址映射方式中，动态重定位具有的特点是（）。
A.很难实现主存的扩充,可采用覆盖技术来实现B.地址在执行过程中是可以改变的C.很难实现不同作业主存信息的共享D.非常简单，任何计算机，任何操作系统都可以实现6.可重定位内存分区分配目的为（）。
A.解决碎片问题B.便于多作业共享内存C.回收空白区方便D.摆脱用户干预7.实现虚存最主要的技术是（）。
A.整体覆盖B.整体对换C.部分对换D.多道程序设计8.动态重定位是在作业的（）中进行的。
A.编译过程B.装入过程C.修改过程D.执行过程9.在下面关于虚拟存储器的叙述中，正确的是（）。
A.要求程序运行前必须全部装入内存且在运行过程中一直驻留在内存B.要求程序运行前不必全部装入内存且在运行过程中不必一直驻留在内存C.要求程序运行前不必全部装入内存且在运行过程中必须一直驻留在内存D.要求程序运行前必须全部装入内存且在运行过程中不必一直驻留在内存10.虚存的可行性的基础是（）A.程序执行的离散性B.程序执行的顺序性C.程序执行的局部性D.程序执行的并发性11.在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是（）。
A.减少程序占用的主存空间B.物理上扩充主存容量C.提高CPU效率D.代码在主存中共享12在内存分配的“最佳适应法”中，空闲块是按（）。
第五章3分段存储管理3复习进程
页号 状态 存储块# 01 11 21 30 41
页表
利用段表和页表实现地址映射
操作系统
主存
段表、页表
5.4.3 段页式存储管理方式
二、地址变换机构
5.4 ➢段表、页表的功能可以由一组专门寄存器实现;
分
段 ➢段表、页表大多驻留在内存中;
---适用于较小系统
存 储
➢段表寄存器
管
存放当前运行进程的段表始址和段表长度;
页表 b
块号b 块内地址
页表长度
页表始址
段页式系统中的地址变换机构图
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第五章3分段存储管理3
5.4.2 分段系统的基本原理
一、分段 示意图
5.4 ➢作业的地址空间被划分成若干个段，离散的
分
段
分配在内存中不相邻接的分区中；
存
储 ➢每个段有自己的名字，都从0开始编址，定
管 理
义了一组逻辑信息；放在连续的存储区域上；
➢由于每个段的长度可以不同，因而每个段的内
存分配和回收类似于动态分区的分配和回收
(D)＝ 2 15K
(S)＝ 3 10K
图 4-16 利用段表实现地址映射 段表
0 40K 80K 120K 150K
分段
四、地址变换机构
控制 寄存器 段表始址 段表长度
越界 段号S 位移 量W
＞
2
100 有 效 地 址
＋ 段号 段长 基址 0 1K 6K 1 600 4 K 2 500 8 K 3 200 9200
＋ 8292 物 理 地 址
8K
8 29 2 8 69 2
主存
存储管理
第五章存储管理1存储管理的主要功能是什么？【解答】①主存的分配和回收存储管理的一个主要功能就是实现主存的分配和回收。
多个进程同时进入主存，怎样合理分配主存空间，哪些区域是已分配的，哪些区域未分配，按什么策略和算法进行分配使得主存空间得到充分利用。
当一个作业撤离或执行完后，系统必须收回它所占用的主存空间②地址变换用户在程序中使用的是逻辑地址，而处理器执行程序时是按物理地址访问主存，要把逻辑地址变换为物理地址，存储管理软件必须配合硬件进行地址转换工作，把逻辑地址转换成物理地址，以保证处理器的正确访问。
③存储共享内存共享的原因有两个：一是为了更有效地使用内存空间；二是为了实现两个协同工作的进程所共享的内存缓冲区。
使多个进程能动态地共享内存，以及多个进程可以共同使用同一软件，如编译程序，存放编译软件的内存即为共享内存区。
④“扩充”主存容量它借助于提供虚拟存贮器或其他自动覆盖技术，来达到“扩充”主存容量的目的。
即为用户提供比主存的存储空间还大的地址空间。
⑤存储保护保证各道作业都在自己所属的存储区内操作，必须保证它们之间不能相互干扰、相互冲突和相互破坏，特别要防止破坏系统程序。
为此，一般由硬件提供保护功能，软件配合实现。
2什么是地址重定位？动态重定位如何实现？【解答】为了保证作业的正确执行，必须根据分配给作业的主存区域对作业中指令和数据的存放地址进行重定位，即要把逻辑地址转换成绝对地址。
把逻辑地址转换成绝对地址的工作称“重定位”或“地址转换”。
重定位的方式可以有“静态重定位”和“动态重定位”两种。
动态重定位由软件和硬件相互配合来实现。
硬件要有一个地址转换机构，该机构可由一个基址寄存器和一个地址转换线路组成。
存储管理为作业分配主存区域后，装入程序把作业直接装到所分配的区域中并把该主存区域的起始地址存入相应作业进程的进程控制块中。
当作业进程被调度去占用处理器时，随同现场信息的恢复，作业所占的主存区域的起始地址也被存放到“基址寄存器”中。
新第五章存储-段式及段页式
段表
S段的页表 … p’ P’+d 物理地址
… …
页面 … 段页式地址变换
29
存储 管理
（注：在段页式系统中，为了获取一条指令或 数据，需三次访问内存。第一次访问，是访问 内存中的段表，从中取得页表始址，第二次访 问，是访问内存中的页表，从中取得物理块号， 并将该块号与页内地址一起形成指令或数据的 物理地址；第三次访问，才是真正从第二次访 问的地址中，取得指令和数据。）
13
存储 管理 信息共享
分页系统中共享editor的示意图
14
存储 管理
15
分段系统中共享editor的示意图
存储 管理
五.请求分段存储管理
（一）.请求分段使用的表
扩充段表（每个作业一个） 现行分段表（整个系统一个） 现行调用表（整个系统一个）
16
存储 管理
1.扩充段表
段号 段长 段始址 存取控制 中断位 访问 位 改变位 扩充位 辅存地址
中断位：表示该页在不主存 访问位：表示该页最近是否被访问过 改变位：表示该页内容是否被修改 扩充位（固定长/可扩充 ）
17
存储 管理
2.现行分段表
记录共享段的状态，包括：当前段 是否在主存，该段在主存的始址，共享的 作业数，每个作业名，作业号以及在该作 业中的段号、允许的存取方式等。每个允 许被共享的段，当其调入主存时，均在此 表上登记。当一共享作业退出系统后，则 应将共享本段作业数减１并将相应的表目 改为“可用”。若共享作业数为０，则请求 系统回收相应的存储空间。
(1) 页是信息的物理单位，段则是信息的逻辑单位
(2) 页的大小固定且由系统决定，而段的长度却不
固定 (3) 分页的作业地址空间是一维的，即单一的线性 地址空间，分段的作业地址空间则是二维的
操作系统第5章存储管理3虚拟存储
举例：某进程依次访问如下地址：
0100，0432，0101，0612，0102，0103， 0104，0101，0611，0102，0103，0104， 0101，0610，0102，0103，0104，0101， 0609，0102，0105。若页面大小为100， 上述访问串可简化为： 1，4，1，6，1，6，1，6，1，6，1
4 0 3
2 3 4 2 0 4
是 是 是 是 否 是 是 是 是 是 是 否 否
7 0 1 2 3 0 4
结果：缺页次数共10次。
次序
页 面 分 配 情 况 是否 缺页 换出 的页
7
0
1 1
2 2
0
3 3
0 0
4 4
2 2
3 3
0 0
3
2
0
7 7
0
7
1
0
2
1
3
2
0
3
4
0
2
4
3
2
是 是 是 是 否 是 是 是 是 是 是 否 否 7 0 1 2 3 0 4
4 0 3
是 是 是 是 否 是 是 是 是
7 0 1 2
次序
7
0
1
2
0
3
0
4
2
3
0
3
2
页 面 分 配 情 况
是否 缺页 换出 的页
1 2 0 7 7 0 1 7 0
3 0 2 3 1 2
4 0 3
2 4 0
是 是 是 是 否 是 是 是 是 是
7 0 1 2 3
次序
7
0
1
2
0
3
0
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存储器内容是预置的，固定的，无法改写 信息可长期保存
7
3.按存储器在计算机中的作用分类
主存储器
速度快，容量小，价格高
目前主要采用半导体存储器
辅助存储器
速度低，容量大，价格便宜
目前主要有磁盘、光盘、闪存、磁盘阵列
高速缓冲存储器 Cache
放置在两个访问速度不一样的存储部件之间，用来暂存
Cache 地址映像与变换机构 Cache替换策略和更新策略
16
5.2.2 cache系统的工作原理
17
5.2.2 cache系统的工作原理
1.直接映像（direct mapping）
主存和Cache 中字块的对应关系采用直接映像函数为： j=i mod 2c
其中，j 是Cache 的字块号，i是主存的字块号。在这种 映像关系中，主存的第0块，第2c块，第2c+1块，……，只 能映像到Cache的第0块，而主存的第1块，第2c+1块，第 2c+1+1块，……，只能映像到Cache 的第1 块。
全相联映像方式的优点是可以灵活地进行块的分配，块 的冲突率低，Cache 的利用率高。但这是一个理想的方 案。实际上由于它的成本太高而不能采用
5.2.2 cache系统的工作原理
3. 组相联映像（set associative mapping）
组相联映像方式是直接映像和全相联映像方式的一种折中方案。 •组相联映像把主存地址划分成4 段 •Cache 地址分为三段
W 2n£1
…
…
三态控制
输出缓冲器
信息单元 (字)
存储单元
…
Dm－1
D0
存储器的组成
10
5.1.3 存储器组成与工作原理
❖ 主存的组成和工作原理
A0 A1 A2 A3 A4 A5
地 址 输 入 缓 冲
X0
●
●
X 地 址 译
X1
0,0
●
0,1
●
. ● 1,0 ● ● 1,1 ●
..
.
码. .
.
器 X63
4Hale Waihona Puke 1. 按存储器的器件和存储介质分类
半导体存储器：由半导体器件组成
双极型存储器、MOS型半导体集成电路存储器 速度快、功耗低
磁存储器：由磁性材料做成
磁芯、磁带、磁盘等 容量大，速度慢、体积大
光存储器：用光学材料根据光学原理存储信息
CD-ROM、DVD-ROM 便于携带，廉价，易于保存
5
2.按存取方式分类 顺序存储器（SAM）
14
程序局部性原理的具体体现：
程序在执行时，大部分是顺序执行的指令，少部 分是转移和过程调用指令。
程序中存在相当多的循环结构，它们由少量指令 组成，而被多次执行。
程序中存在相当多对一定数据结构的操作，如数 组操作，往往局限在较小范围内。
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5.2.1 Cache系统的基本结构
❖ Cache系统组成
典型存取时间
1 ns 2 ns 10 ns
10 ms 10 s
寄存器 cache存储器 主存储器(RAM和ROM) 外存储器（软盘、硬盘、光盘） 后备存储器（磁带库、光盘库）
典型容量
<1KB
内存储器
几个MB 几个GB
外存储器 100GB-1TB
10TB-100TB
• 分析：速度越快，成本较高。 为了获得好的性能/价格比，计算机中各 种存储器组成一个层状的塔式结构，取长补短，协调工作
为什么需要高速缓存？ CPU与存储器之间的速度无法匹配 解决之道
采用高速器件提高速度 增加字长，在每个存储周期中存取多个字 增加cache
13
高速缓存的理论依据——程序局部性原理
程序在执行过程中的一个较短时期，所执行的指令地 址和指令的操作数地址，分别局限于一定区域，包 括： 时间局部性 指令的执行和数据的访问集中在一个较短时期内 空间局部性 指令的执行和数据的访问集中在一个较小区域内。
所存储的内容只能按某种顺序存取 存取所需时间与物理位置有关 顺序存储器的平均存取周期较长，一般用于辅存
随机存储器（RAM）
存储器中的任意存储单元都能随机存取 存取所需时间与物理位置无关 主存主要由RAM组成
6
2.按存取方式分类（续）
直接存取存储器（DAM）
介于随机和顺序之间 随机定位信息块，但对信息块是顺序读写
.
●
.
●
● 63,0 ● ● 63,1 ●
…… ……
存储矩阵 64× 64＝ 4096
……
0,63
● 1,63 ●
. . .
● 63,63 ●
DB 输入输出
I/O
缓冲
电路
控制电路
R/W
CS
●
●
●
●
Y0 ●
Y1 ●
……
Y地 址 译 码 器
地址输入缓冲
A6
A7
A8
A9
A10
●
Y63
A11
5.1.4 存储器的层次结构
直接映像的优点是实现简单
直接映像方式的缺点是不够灵活
5.2.2 cache系统的工作原理
2．全相联映像(fully associative mapping)
➢ 主存地址分为两段：主存字段标记m＝t
＋c 位、块内地址b 位
➢Cache 地址也分为两段：块地址c 位、块
内地址b 位。
➢ 主存块内地址与Cache地址块内地址相同
信息和数据
8
5.1.2 主存储器的主要性能指标
① 存储容量：一般以字节为单位。 ② 存取速度：取数时间和存取周期。 ③ 价格：用单位存储空间的价格来衡量。 ④ 可靠性：用平均无故障时间来衡量。
9
5.1.3 存储器组成与工作原理
❖ 存储单元及其编址
A0 A1
W0 地 W1
址
… …
译
码
存储矩阵
器
An£1
计算机组成 和
操作系统
2021/3/3
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第5章 存储管理
5.1 存储器概述 5.2 高速缓冲存储器 5.3 内存分配方式
5.1 存储器概述
5.1.1 存储器的分类 5.1.2 存储器的性能指标 5.1.3 存储器的组成与工作原理 5.1.4 存储器的层次结构
5.1.1 存储器分类
❖ 按存储器的器件和存储介质分类 ❖ 按存取方式分类 ❖ 按存储器在计算机中的作用分类
• 工作过程：
1）CPU运行时，需要的操作数大部分来自寄存器 2）如需要从(向)存储器中取(存) 数据时，先访问cache，如在，取自cache 3）如操作数不在cache，则访问RAM，如在RAM中，则取自RAM 4）如操作数不在RAM，则访问硬盘，操作数从硬盘中读出→RAM →cache
5.2 高速缓冲存储器
5.3 内存分配方式
5.3.1 连续分配存储管理方式 5.3.2 分页式存储管理 5.3.3 段式存储管理 5.3.4 段页式存储管理 5.3.5 虚拟存储管理 5.3.6 各种存储分配策略的比较