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簡單描述頁式存儲管理機制

發布時間: 2022-04-25 16:37:41

㈠ 如何理解電腦存儲管理中的分頁管理機制

其實和分段作用是類似的,讓更少的地址位數定址更大的內存空間。
就是和到某個賓館里的某間房子找東西一樣的,你直接給東西的地址編號,肯定要用很多位數,但你要是給房間編號了,就可以少用一些地址位數了,如果再能給賓館編號,那位數就更少了。
不知我說的對不對,請參考。

㈡ 說明分頁存儲管理的基本原理

分頁存儲管理的基本原理是:將主存空間和輔存空間分別等分為大小相等的若干頁,頁的大小為個位元組,如(1KB),(2KB),(4KB)等,並且為每個頁按順序指定一個頁號,即0頁、1頁、2頁、…。

㈢ 操作系統概論,關於頁式存儲管理的基本原理

頁號佔5位,2^5不就是32嗎,5個位表示頁號,地址總長度為15,5位表示頁號了,剩下10位就是頁內地址了,2^10=1024

㈣ 分頁存儲管理的實現原理

採用分頁存儲器允許把一個作業存放到若干不相鄰的分區中,既可免去移動信息的工作,又可盡量減少主存的碎片。分頁式存儲管理的基本原理如下:

1、 頁框:物理地址分成大小相等的許多區,每個區稱為一塊;
2、址分成大小相等的區,區的大小與塊的大小相等,每個稱一個頁面。
3、 邏輯地址形式:與此對應,分頁存儲器的邏輯地址由兩部分組成,頁號和單元號。邏輯地址格式為 頁號 單元號(頁內地址) 採用分頁式存儲管理時,邏輯地址是連續的。所以,用戶在編製程序時仍只須使用順序的地址,而不必考慮如何去分頁。

4、頁表和地址轉換:如何保證程序正確執行呢?
採用的辦法是動態重定位技術,讓程序的指令執行時作地址變換,由於程序段以頁為單位,所以,我們給每個頁設立一個重定位寄存器,這些重定位寄存器的集合便稱頁表。頁表是操作系統為每個用戶作業建立的,用來記錄程序頁面和主存對應頁框的對照表,頁表中的每一欄指明了程序中的一個頁面和分得的頁框的對應關系。絕對地址=塊號*塊長+單元號 以上從拓撲結構角度分析了對稱式與非對稱式虛擬存儲方案的異同,實際從虛擬化存儲的實現原理來講也有兩種方式;即數據塊虛擬與虛擬文件系統. 數據塊虛擬存儲方案著重解決數據傳輸過程中的沖突和延時問題.在多交換機組成的大型Fabric結構的SAN中,由於多台主機通過多個交換機埠訪問存儲設備,延時和數據塊沖突問題非常嚴重.數據塊虛擬存儲方案利用虛擬的多埠並行技術,為多台客戶機提供了極高的帶寬,最大限度上減少了延時與沖突的發生,在實際應用中,數據塊虛擬存儲方案以對稱式拓撲結構為表現形式. 虛擬文件系統存儲方案著重解決大規模網路中文件共享的安全機制問題.通過對不同的站點指定不同的訪問許可權,保證網路文件的安全.在實際應用中,虛擬文件系統存儲方案以非對稱式拓撲結構為表現形式. 虛擬存儲技術,實際上是虛擬存儲技術的一個方面,特指以CPU時間和外存空間換取昂貴內存空間的操作系統中的資源轉換技術 基本思想:程序,數據,堆棧的大小可以超過內存的大小,操作系統把程序當前使用的部分保留在內存,而把其他部分保存在磁碟上,並在需要時在內存和磁碟之間動態交換,虛擬存儲器支持多道程序設計技術 目的:提高內存利用率 管理方式
A 請求式分頁存儲管理 在進程開始運行之前,不是裝入全部頁面,而是裝入一個或零個頁面,之後根據進程運行的需要,動態裝入其他頁面;當內存空間已滿,而又需要裝入新的頁面時,則根據某種演算法淘汰某個頁面,以便裝入新的頁面

B 請求式分段存儲管理 為了能實現虛擬存儲,段式邏輯地址空間中的程序段在運行時並不全部裝入內存,而是如同請求式分頁存儲管理,首先調入一個或若干個程序段運行,在運行過程中調用到哪段時,就根據該段長度在內存分配一個連續的分區給它使用.若內存中沒有足夠大的空閑分區,則考慮進行段的緊湊或將某段或某些段淘汰出去,這種存儲管理技術稱為請求式分段存儲管理

㈤ 操作系統頁式存儲管理的問題

存儲管理的基本原理內存管理方法 內存管理主要包括內存分配和回收、地址變換、內存擴充、內存共享和保護等功能。 下面主要介紹連續分配存儲管理、覆蓋與交換技術以及頁式與段式存儲管理等基本概念和原理。 1. 連續分配存儲管理方式 連續分配是操作系統頁式存儲管理的問題

㈥ 幫幫我 頁式存儲和段式存儲的定義和為什麼要這些功能

頁式存儲分配
頁式存儲分配是基於這樣一種概念,把到來的作業分成相等大小的頁。一些操作系統選擇頁的大小,是根據存儲塊的大小和作業所存儲的磁碟的一些區域的大小來分配的,一般它們是相等的。
磁碟上的一些區域叫做扇區(或者有時候叫塊),主存中的這些區域叫做頁面。當頁面、扇區和主存中的頁面都一樣大小的時候,上述策略可以很有效的工作。頁面的精確大小(每個頁面所存儲的位元組數)通常由磁碟扇區的大小來決定。所以,一個扇區將保存一頁作業指令,和內存的一個頁面相匹配。

在執行一個程序之前,內存管理器需要的准備工作:
1. 確定程序的頁數
2. 在主存中留出足夠的空閑頁面
3. 將程序的所有頁面載入主存里。(靜態的分頁,頁面無需連續)

當程序准備好載入,其頁面是一個邏輯序列——第一頁保存了程序的第一部分指令,最後一頁是最後的一部分指令。為此我們可以假設程序的指令是一行一行的代碼,也可以想像成是一些位元組。
載入的過程和我們在第二章所學習到的策略是不同的,這是因為頁面不用保存在相鄰的存儲塊。實際上,每一頁可以保存在主存頁面的任何有效的位置(Madnick& Donovan,1974)。
不連續存儲方法的首要優點是主存可以更有效的使用,因為一個空閑頁面可以被任何作業的任何頁使用。另外,用於重新定位的壓縮策略可以被消除了,因為頁面之間沒有外部碎片了。(在很多頁中也沒有內部碎片)
然而,新的方法會帶來新的問題。因為一個作業的頁可以保存在主存的任何位置,內存管理需要一個機制來保存它們的情況——這意味著必須增加操作系統軟體的大小和復雜度,也就是增加了開支。

段式存儲分配
分段的概念是建立在最通常被程序員結構化他們的程序所用的模塊的基礎上的——邏輯上的一組代碼。用段式存儲分配方法,每一個作業被分為很多個不同尺寸的段,每一個模塊都包含很多相關的功能。一個子分支程序就是這樣一個邏輯組的例子。這是和分頁策略的本質上的不同,分頁策略把作業分成了很多頁,都是一樣的尺寸,都包含了程序模塊的一些部分。
第二個重要的不同是主存不需要再分成頁面了,因為每個段的大小都不一樣——有的大,有的小。所以,和第二章中討論的動態分區一樣,內存也是動態模式下分配的。
當一個程序被編譯後,段就根據程序的結構模塊所建立起來。每一個段都編了號並且生成了一個段映射表(SMT);它包含了段序號,它的長度,訪問許可權,狀態和(如果在內存中)內存中的位置。圖3-11和圖3-12給出了同一個作業,作業1,有一個主程序和兩個分支程序組成,還有它的段映射表和實際的主存分配。
就像請求頁式一樣,引用,分段里也使用頁修改和狀態位,但是圖3-11和圖3-12沒有給出。
內存管理器需要跟蹤段在內存中的情況。這是通過將動態分區和請求頁式存儲管理都有的3個表格的合並來實現的:
1. 作業表,列出了處理的每一個作業(整個系統一個表)
2. 段映射表列出了每個段的具體情況(每個作業一個表)
3. 內存映射表監視了主存的分配情況(整個系統一個表)

就像請求頁式,每個段中的指令順序排列,但是在內存中段不用連續存儲。我們只要知道每個段保存在哪裡了。每一個段里的內容是連續的。
http://teach.ycit.cn:8070/kj/jsj/jsjczxt/main/study/xx/kcxx-3-4.htm
http://teach.ycit.cn:8070/kj/jsj/jsjczxt/main/study/xx/kcxx-3-1.htm
上面有更為詳細的解釋和圖例

㈦ 頁式存儲管理和段式存儲管理的區別

段式與頁式存儲管理的比較如下表所示。

段式
頁式

分段由用戶設計劃分,每段對應一個相應的的程序模塊,有完整的邏輯意義。
分頁用戶看不見,由操作系統為內存管理劃分。

段面是信息的邏輯單位
頁面是信息的物理單位

便於段的共享,執行時按需動態鏈接裝入。
頁一般不能共享

段長不等,可動態增長,有利於新數據增長。
頁面大小相同,位置不能動態增長。

二維地址空間:段名、段中地址;段號、段內單元號
一維地址空間

管理形式上象頁式,但概念不同
往往需要多次缺頁中斷才能把所需信息完整地調入內存

實現頁(段)的共享是指某些作業的邏輯頁號(段號)對應同一物理頁號(內存中該段的起始地址)。頁(段)的保護往往需要對共享的頁面(段)加上某種訪問許可權的限制,如不能修改等;或設置地址越界檢查,對於頁內地址(段內地址)大於頁長(段長)的存取,產生保護中斷。

㈧ 內存管理頁式管理和段式管理、段頁式管理的區別

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。

㈨ 描述一個包括頁面分配與回收、頁面置換和存儲保護的請求頁式存儲管理系統

請求頁式管理系統屬於動態頁式管理中的一種。
頁面分配有相應的「分配演算法」。請求表給出要求頁數--->儲存頁面表檢查是否有足夠空閑頁面--->否,此次無法分配;是,分配並設置頁表,填寫請求表相應信息,搜索所要求的空閑頁面,將對應頁面號填入頁表。
回收演算法很簡單,進程執行完畢後更新頁表、頁面表。
置換演算法宗旨是淘汰被訪問概率最低的頁,將其移出內存。常用演算法有:隨機淘汰演算法、輪轉法、先進先出演算法、最近最久未使用頁面置換演算法以及理想型淘汰演算法。(具體演算法及優缺點可以網路到,很多資料。)
關於存儲保護,一般有兩種方式,一種是地址越界保護(由地址變化機構中的控制寄存器的值——頁表長度和所訪問的虛地址完成。),另一種是通過頁表控制對內存信息的存取操作方式以提供保護(在頁表中增加相應的保護位)。

㈩ 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。