第4章存储器管理(1)

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程序的装入
动态运行时装入方式：动态运行时的装 入程序，在把装入模块装入内存后，并 不立即把装入模块中的相对地址转换为 绝对地址，而是把这种地址转换推迟到 程序要真正执行时才进行。
适于多道环境
允许程序移动，如切换
动态重定位
需要特殊硬件支持（重定位寄存器）
100 00 11000 LOAD 1,251020500
125 00
365
150 00
内存 空间
图 4-2 作业装入202内0/4/存8 时的情况
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程序的装入
可重定位方式 把在装入时对目标程序中指令和数据 的修改过程称为重定位 地址变换通常是在装入时一次完成， 以后不再改变，故称为静态重定位 适于多道环境但不允许程序在内存中 移动
（1）编译。由编译程序将用户源代码编译成 若干个目标模块。
（2）链接。由链接程序将编译后形成的目标 模块以及它们所需要的库函数，链接在一起， 形成一个装入模块。
（3）装入。由装入程序将装入模块装入主存 的过程。
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源程序的执行过程
通常要经过编译、链接和装入几个步骤

4.1存储器的层次结构
高速缓存与磁盘缓存 （1）高速缓存介于主存与寄存器之间，速度 比主存快，比寄存器慢，价格比寄存器要低。 （2）磁盘缓存用于缓和磁盘的I/O速度远低 于对主存的访问速度的矛盾，磁盘缓存实际 上是从主存空间中划出一块区域，用来暂存 频繁使用的一部分磁盘数据和信息。
寄存器 高速缓存 主存 磁盘缓存 磁盘
可移动存储介质
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4.1存储器的层次结构
多级存储器结构 在存储层次中越往上，存储介质的访问速度 越快，价格越高，相对存储容量也越小。寄 存器、高速缓存、主存储器和磁盘缓存属于 操作系统存储管理的管辖范畴。
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4.1存储器的层次结构
A B
Load 1,6 Add 1,8 Store 1,10
A B
Load 1,106 Add 1,108 Store 1,110
A B
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可重定位装入方式(Relocation Loading Mode)
0
100 0 LOAD 1,2500
250 0 365
500 0 作业 地址 空间
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程序的装入
可重定位方式 ：是由装入程序根据主存当
前的实际使用情况，将装入模块装入到主存 适当的地方。
重定位：在装入时对目标程序中指令 和数据的修改过程。会使装入模块中 的所有逻辑地址与实际装入内存的物 理地址不同
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程序的装入
可重定位方式 ：
Load 1,6 Add 1,8 Store 1,10
内存
链接 程序
装 入模 块
装入 程序
…
第 一步
第 二步
第 三步
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4.1.1程序的装入
程序的装入就是把程序装入内存空间。以无需 进行链接的单目标模块的装入过程为例。
采用三种方式
（1）绝对装入方式：是由装入程序根据装入模块中 的地址，将程序和数据装入内存。 （2）可重定位方式 ：是由装入程序根据内存当前的 实际使用情况，将装入模块装入到内存适当的地方。 （3）动态运行时装入方式：动态运行时的装入程序， 在把装入模块装入内存后，并不立即把装入模块中的 相对地址转换为绝对地址，而是把这种地址转换推迟 到程序要真正执行时才进行。
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习题
在计算机系统存储层次中，属于操作系统存 储管理的管理范畴的有（）。 在计算机系统存储层次中，访问速度最快的 是（）。 A. 高速缓存 B. 主存 C. 磁盘缓存 D.寄存器 磁盘缓存实际上占用了（）空间。 A.高速缓存 B.主存 C.磁盘 D.可移动存 储介质
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第4章 存储器管理
计算机系统中的存储器可以分为两种：内存储器 和辅助存储器。前者可被CPU直接访问，后者不 能。辅助存储器与CPU之间只能够在输入输出控 制系统的管理下，进行信息交换。
既然内存储器可被CPU直接访问，因此它是计算 机系统中的一种极为重要的资源。在操作系统中， 把管理内存储器的部分称为“存储器管理”。能 否合理地使用内存，会在很大程度上影响到整个 计算机系统的性能。
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退1出
存储器管理的主要任务
存储管理的主要任务是尽可能方 便用户和提高内存储器的使用效 率，使内存储器在成本、速度和 规模之间获得较好的权衡。
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4.1存储器的层次结构
多级存储器结构
一般计算机，存储层次至少应具有三级：最高层为CPU寄存 器，中间为主存，最底层是辅存。较高档计算机中，根据具 体功能分为6层，如图4.1
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程序的装入
绝对装入方式只能将目标模块装入到内 存中事先指定的位置。在多道程序环境 下，编译程序不可能预知所编译的目标 模块应放在内存的什么地方，因此在多 道程序环境下，所得到的目标模块的起 始地址通常是从0开始的，程序中的其 它地址都是相对于起始地址计算的。因 此采用重定位装入方式。
主存储器与寄存器
（1）主存储器（又称内存和主存）是计算机系统 中一个主要部分，用于保存进程运行时的程序数据。 CPU本身读取指令和数据与外围设备的数据交换都 需要通过主存储器。由于主存储器的访问速度远低 于CPU执行指令的速度，为缓和这一矛盾，计算机 系统中引入了寄存器和高速缓存。 （2）寄存器访问速度最快，但价格昂贵。
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程序的装入
绝对装入方式：是由装入程序根据装入模 块中的地址，将程序和数据装入主存
若知道程序在内存的位置，编译程序将产生 绝对地址目标模块 绝对地址一般由编译程序给出 程序被装入内存后，由于程序中的逻辑地址 与实际内存地址完全相同，所以不允许改变 程序和数据的地址 只适于单道环境
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4.2 程序的装入与链接
4.2.1．程序的装入 4.2.2．程序的链接
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程序的装入和链接
在多道程序环境下，要使程序运行， 必须先为之创建进程。而创建进程的 第一件事，就是将程序和数据装入内 存。
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源程序的执行过程
将一个用户源程序变为一个可在内存中执行 的程序，通常要经过编译、链接和装入几个 步骤