5存储管理-2

1、第五章 存储器管理,第五章 存储器管理,5.1 程序的装入和链接 5.2 连续分配存储管理方式 5.3 对换 5.4 分页存储管理方式 5.5 分段存储管理方式,引言,存储器是计算机系统的组成部分之一，包括超高速缓冲存储器、内存储器和外存储器三种类型。 如何对它们实施有效的管理，不仅直接影响到存储器的利用率，而且还对系统性能有重大影响。 本章存储器管理讨论的主要对象是内存；由于对外存的管理与对内存的管理相似，只是两者的用途不同，又因外存主要用来存放文件，故对外存的管理将放在磁盘存储器管理一章中介绍；高速缓存速度最快但数量有限，。

2、2019年6月4日星期二,第五单元,存储器管理,第五单元 存储器管理,5.1 存储器的层次结构,理想中的存储器 速度快 容量大 价格便宜 目前无法同 时满足三个 条件 多级存储器 结构,5.1 存储器的层次结构,CPU寄存器 速度快，容量小，价格昂贵 主存储器 高速缓存：速度较快，容量较大，价格较高 一级：速度稍高，容量稍小，价格稍贵 二级：速度稍低，容量稍大，价格稍低 主存储器：速度较快，容量较大，价格稍高 磁盘缓存 利用主存储器的空间，暂存磁盘读写的信息。 辅存 磁盘，光盘,第五章 存储器管理,5.2 程序的装入和链接,引入概念一：源程序目。

3、第5章 存储管理,5.1 存储管理的基本概念 5.2 单一连续区存储管理 5.3 分区存储管理 5.4 覆盖和交换技术 5.5 页式和段式存储管理 5.6 虚拟存储器,5.1 存储管理的基本概念,5.1.1 存储组织 5.1.2 存储管理的功能 5.1.3 重定位,返回,5.1.1 存储组织,1、存储器的功能是保存数据，存储器的发展方向是高 速、大容量和小体积。 内存在访问速度方面的发展：DRAM、SDRAM、SRAM等； 硬盘技术在大容量方面的发展：接口标准、存储密度等； 2、存储组织是指在存储技术和CPU寻址技术许可的范围内组织合理的存储结构。 其依据是访问速度匹配关系、容量要求。

4、3.3 高速缓冲存储器Cache,3.3.1 概述1、问题的提出 解决CPU访存优先级低于I/O的问题 解决CPU和存储器速度差异的矛盾理论基础：局部性原理 时间局部性原理 空间局部性原理,2、cache工作原理,主存和缓存的编址 命中与未命中 cache的命中率 cache主存系统的效率,主存和缓存按块存储 块的大小相同,B 为块长,（1）主存和缓存的编址,标记里记录着主存的快号。,M C,主存块 已调入 缓存,主存块与缓存块 建立 了对应关系,用 标记来记录 与某缓存块建立了对应关系的 主存块号,命中,未命中,主存块与缓存块 未建立 对应关系,主存块 未调入 缓存,（2）。

5、第五章 存储器,微机原理与接口技术2011.5,2,5.2 随机存储器,静态随机存取存储器SRAM 动态随机存取存储器DRAM 存储器的工作时序 高速缓冲存储器,3,写操作过程如下： （1）欲写入单元的地址加到存储器的地址输入端； （2）加入有效的选片信号CS#； （3）将待写入的数据加到数据输入端。 （3）在 R/W# 线上加低电平，进入写工作状态； （4）让选片信号CS#无效，I/O端呈高阻态。,5.2.3 RAM的工作时序（以写入过程为例）,4,RAM读操作波形,5,RAM写操作波形,6,5.2.4 高速缓冲存储器 Cache,1、Cache基本原理 2、主存与Cache的地址映射 3、替换策略。

6、现场5S管理,课程概要,理解工作场所组织的内容及作用,认识5S,如何组织工作场所,1） 理解工作场所组织的内容及作用,什么是工作场所组织？,1） 理解工作场所组织的内容及作用,工作场所组织,定义： 为工作场所的所有物品提供了特定位置，并清除了任何不必要的东西。,目的： 使工作场所有序化，使“偏离标准”的情况显而易见，它能消除浪费，使日常工作更安全、舒适、便捷并降低成本。,工作场所组织,工作场所组织口号： 所有工作的场所，所有工作井井有序。,重要地位,重要作用,做好5S就等于安全！就没有跌倒滑倒等危险,安全,质量,事物特定放置。

7、5S与TPM实务 -改善生产管理的利器,讲师：XXX,第一讲：5S概论,我们是什么样的企业?问题一：工厂中有哪些不良现象？ 这些不良现象会造成哪些浪费？,我们是什么样的企业,销售,未预计的订单变化,订单下达到工厂,YES,NO,超时加班,额外费用,无序的工厂？,停工待料 积压库存 设备故障 质量问题 人员调配 .,快！119,轰隆隆！轰隆隆！,无硝烟的战场,生产会议,说说看！,市场决定工厂,Craft 手工生产,Mass 大规模生产,Synchronous 同步生产,Agile 敏捷生产组织,Lean 精益生产组织,低产量 个性化,大批量少品种 工序式生产 设备大难组合,消除浪费 不断。

8、5S培训,第一章,为什么要实行5S,我们有下列“症状”吗？,急等要的东西找不到，心里特别烦躁 桌面上物品凌乱，办公室空间有一种压抑感 想了解现场目前的运转状态，被告知只有某某知道，可某某偏偏不在 好的，坏的原材料、机配件、包装物、成品放在一起，每次都要花时间挑选，一不小心就出错 环境脏乱，使上班人员情绪不佳 设备经常无缘无故发生故障,工厂中的不良现象,仪容不整的工作人员 机器设备放置位置不合理 机器设备保养不当 原材料、成品、不合格品、待修品等随意摆放 工具、量具等杂乱放置 通道不明确或被占 工作场所脏污,不良现象造。

9、5S是管理的基础,工厂的第一印象,当我们去拜访一家工厂时，第一印象是最深刻的。如果它给我们的第一印象是整齐、干净、亮丽、雅致，那么我们必定会认为这家工厂的制度很完善，管理上轨道，而其品质也不致太差。无形中对其生产的产品增加了许多信心。,如果它给我们的第一印象是肮脏、杂乱、昏暗、污秽，再加上通道狭窄，成品及半成品四处乱放，那么我们必定会打从心底产生厌恶，不想多做逗留，同时对其所生产的成品也没有信心，连下订单的勇气也都没有了。,工厂的第一印象,整理整顿不好，会如何？,企 业 衰 亡,作业现场不良现象,1.物品未有。

10、开 始,(一)单项选择题 1存储管理的目的是( ) A、方便用户 B提高主存空间利用率 C方便用户和提高主存利用率 D增加主存实际容量 2为了实现存储保护，对共享区域中的信息( )。A既可读，又可写 B只可读，不可修改 c能执行，可修改 D.既不可读,也不可写 3单连续存储管理时，若作业地址空间大于用户空间，可用( )把不同时工作的段轮流装入主存区执行。 A对换技术 B移动技术 c虚拟存储技术 D.覆盖技术,4. 把一个分区的存储管理技术用于系统时，可采用( )让多个用户作业轮流进入主存储器执行。A存储技术 B对换技术 c覆盖技术 D虚拟存储技术 5动态。

11、操作系统的资源管理,操作系统的资源管理,(1) 资源管理的机制与策略死锁及其解决方法 (2) 处理机管理 (3) 主存管理 (4) 设备管理 (5) 文件系统,操作系统的资源管理 主要内容,主存管理,操作系统的资源管理 (3) 主存管理,主存管理的功能 分区存储管理 页式地址变换 请求页面的机制 淘汰机制与策略 段式及段页式存储管理,操作系统的资源管理 (3) 主要内容,1. 主存共享方式 大小不等的区域 分区存储管理 段式存储管理,操作系统的资源管理 (3) 主存管理的功能,大小相等的区域 页式存储管理 二者结合 段页式存储管理,2. 程序的逻辑组织 一维地址。

12、第五讲 第五讲 存储管理存储管理2存储管理本章要点本章要点存储管理的基本概念和术语存储管理的基本概念和术语文件系统与逻辑卷的关系文件系统与逻辑卷的关系卷组、逻辑卷、物理卷的关系卷组、逻辑卷、物理卷的关系卷组、逻辑卷、物理卷的管理卷组、逻辑卷、物理卷的管理换页空间的功能和管理换页空间的功能和管理Date3 存储概述 术语术语 逻辑卷管理器逻辑卷管理器 存储结构图存储结构图 卷组管理 卷组的意义卷组的意义 卷组描述区卷组描述区 管理卷组管理卷组存储管理 逻辑卷管理 逻辑卷的意义逻辑卷的意义 逻辑卷策略逻辑卷策略 管理逻。

13、2.3 页式存储管理引入目的 将作业化整为零装入主并，减少碎片，避免 内存紧缩。基本原理 将主存空间按大小一定的块划分，称为物理 块或页框，按同样尺寸将作业（程序）的地址空间划分，称 为逻辑页或虚页，其不足一页的部分补齐为一页;作业（程序） 加载按页为单位，可零散放入不连续的页框中，通过页表施 加管理。,页号,页表,作业地址空间,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,主存,相关数据结构1）进程页表 用于描述相应进程占用页框及其逻辑排 列顺序，在作业（程序）装入主存时建。

14、存储管理 5.2 windows 本章内容 内存管理概述 Windows 2000/XP内存管理 Windows 2000/XP外存管理 Windows 2000/XP高速缓存管理 内存管理概述 5.4 windows Memory Management Overlays 覆盖 技术 Swapping 交换技术 Contiguous Allocation 连续分配 Paging 分页 Segmentation 分段 Segmentation with Paging 段页式 Demand Paging 请求页式 5.5 windows Background 存储器是计算机系统的重要组成部分，虽然内存容量在不断扩大，但内存仍是宝贵资源，如何提高主存储器利用率，并扩充大主存，对主存信息实现有效保护是存储器管理主要任务，也。

15、第四章 存储器管理 2,Memory Management,1.纯分页存储管理原理(1) *静态页面管理*,分页分页存储管理是将一个进程的地址空间划分成若干个大小相等的区域，称为页。相应地，将内存空间划分成与页相同大小的若干个物理块，称为块或页框。在为进程分配内存时，将进程中若干页分别装入多个不相邻接的块中。 地址结构分页系统的地址结构如下图所示，它由两部分组成：前一部分为页号P；后一部分为位移量W，即页内地址。图中的地址长度为32位，其中011位为页内地址（每页的大小为4K），1231位为页号，所以允许地址空间最多分为1M个页。,存储管理:。

16、,GAL 16V8,A15,A14,A13,A12,A11,A10,R/W ( 0:读; 1:写),课堂练习,1、用16K8位的SRAM芯片构成64K16位的存储器，试画出该存储器的组成逻辑框图。 2、用8K8位的ROM芯片和8K4位的RAM芯片组成存储器，按字节编址，其中RAM的地址为0000H5FFFH，ROM的地址为60009FFFH，画出此存储器组成结构图及与CPU的连接图。,课堂练习,3、存储器分布图如下面所示（按字节编址），现有芯片ROM 4K8和RAM 8K4，设计此存储器系统，将RAM和ROM用CPU连接。,课堂练习,4、用8K8的RAM芯片和2K8的ROM芯片设计一个10K8的存储器，ROM和RAM的容量分别为2K和8K，ROM的首地址。

17、操作系统原理实验,操作系统的各个主题粗线表示从设计和实现 的角度考虑关系非常紧密,实验5 存储管理,通过实验程序的分析与编制，了解操作系统内存的使用和管理；了解操作系统的内存结构和虚拟内存的管理等 实验5.1 提高 Windows 2000 的内存性能 实验5.2 Windows 2000 内存结构 实验5.3 Windows 2000 虚拟内存 实验5.4 Linux 用户程序的内存管理,实验估计时间：120分钟，难度系数：4,5.1 提高 Windows 2000 的内存性能,耗尽内存是Windows 2000系统中最常见的问题之一。当系统耗尽内存时，所有进程对内存的总需求超出了系统的物理内存总量。

18、2、主存储器的组成及接口,AR,DR,CPU,MM,Abus 地址总线,DBus 数据总线,CBus 控制总线,R/W,ready,DR 数据寄存器,AR 地址寄存器,7.2.1 随机读写存储器RAM,（b）存储器的写时序,（a）CPU写内存的时序,（1）存储器与CPU的协调,（2）内存构成,单片存储器的连接,A0A12为13条地址信号线,D0D7为8条双向数据线,CS片选信号的引线，当片选信号同时有效时， 即CS1=0，时，才能选中该芯片。,OE为输出允许信号。只有当OE=0， 即其有效时，才允许该芯片将某单元的数据 送到芯片外部的D0D7上。,WE是写允许信号。 当WE=0时，允许将数据写入芯片； 当WE=1时，。

19、第五章 存储管理,5.1 存储管理的主要功能 5.2 分区存储管理方式 5.3 覆盖和交换 5.4 页式管理 5.5 分段式存储管理 5.6 局部性原理和抖动问题,存储管理目的,用户对内存的使用要求 1、充分利用内存，为多道程序并发执行提供存储基础 2、尽可能方便用户使用自动装入用户程序用户程序中不必考虑硬件细节 3、系统能够解决程序空间比实际内存空间大的问题,4、程序在执行时可以动态伸缩 5、内存存取速度快 6、存储保护与安全 7、共享与通信 8、了解有关资源的使用状况 9、实现的性能和代价,存储管理目的,存储器管理功能,地址映射 内存分配 内存扩。

20、5.6 虚拟存储器(VIRTUAL MEMORY),5.6.1 局部性原理 5.6.2 虚拟存储器的原理 5.6.3 虚拟存储技术的种类 5.6.4 存储保护和共享 5.6.5 虚拟存储的置换算法,5.6.1 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。可以 表现为： 1、时间局部性：一条指令的一次执行和下次执行，一 个数据的一次访问和下次访问都集中在一个较短时期内 (一条指令被执行，则在不久的将来它可能再被执行) 2、空间局部性：当前指令和邻近的几条指令，当前访 问的数据和邻近的数据都集中在一个较小区域内。（。