非连续分配管理思维导图

生杀予夺

2024-03-17

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分配管理

存储管理

数据管理

基本分页存储，分段存储管理等内容讲解

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思维导图大纲

基本分页存储管理

分页存储

内存被分为一个个大小相等的分区，称“页框”（页框 = 页帧 = 内存块 = 物理块 = 物理页面）

进程逻辑地址也分为与页框大小相等的一个个部分，称“页”或“页面”；

页和页框一一对应，操作系统以页框为单位为各进程分配内存

页表

PCB中有指向页表的指针，一个进程对应一张页表（常驻内存）

页表寄存器

页表基址寄存器PTBR：存放顶级页表物理地址（一级页表）

页表长度寄存器PTLR：存放页表长度

页表项：（页号（隐藏），页框号）

页号和页框号都从0开始，页表项中页号连续，页框号未必连续

逻辑地址结构

逻辑地址位数 ≥ 内存地址位数

（页号P，页内偏移W）

常见：页面大小为2的整数次幂字节

页内偏移位数由页面大小确定，剩余为页号

若不是

页号 = 逻辑地址/页面大小

页内偏移 = 逻辑地址 % 页面大小

基本地址变换机构

地址变换过程

1、根据逻辑地址算出页号、页内偏移

2、检查页号是否合法（可以对比页表长度）

3、若合法，根据页表起始地址、页号找到对应页表项

第1次访问内存：访问页表

4、根据页表项计算物理地址：用页框号拼接页内偏移

其实是页框号000 + 页内偏移，这里页内偏移都是以字节为单位，直接加就行

5、访问内存

第2次访问内存

页式管理中地址是一维的

快表

TLB，访问速度比主存快得多

具有快表的地址变换机构

125同上

3、先查快表，命中则立刻得到物理地址，否则4（有时也可能是一起查）

4、查页表，找到页面存放页框号，将页表项复制到快表

快表命中：访存1次

快表未命中：访存2次

就算是多级页表，查到快表后也是直接就能找到内存块号，只需访存1次

两级/多级页表

把页表分页离散存储，用页目录表/外层页表/顶层页表来记录

逻辑地址：（一级页号（页目录号），二级页号，页内偏移）

这时想求页目录号和页表索引可以利用右移>>> 和按位与&来取出几个二进制的值

地址变换时，查页目录表->查下一级页表->...->到物理地址

若无快表则三次访存

多级页表中各级页表大小不能超过一个页面

通过一个页面可以放多少个页表项来确定各级页号最多多少位

二级页表详解见笔记例图

查页目录表会得到页表起始地址（页框1，偏移0），说明了页表起始在内存的页框1中！

查内存一定要注意：地址 = 首地址 + 页号（页框号） × 页表项（一项）大小；

千万千万别忘乘！！！

基本分段存储管理

分段

将地址空间按照程序自身逻辑关系划分为若干段，每段从0开始编址。

逻辑地址（段号，段内地址）

编程时决定如何分段

各段在内存中连续，各段之间可以不相邻

段表

段表项

（段号（隐藏），段长，基址）

地址变换

其余同页表，区别在于

在确定物理地址之前，要先检查段内地址是否超过段长

段式地址变换时各种异常

基址为空（不在内存）：段缺失

写只读的段

越权异常

段内地址超过段长

越界异常

段号越界

越界异常

无异常

物理地址 = 基址 + 段内地址

分段 vs 分页

分页对用户不可见（透明），分段对用户可见（不透明）

分页地址空间一维，分段地址空间二维（程序员标识地址时，既要给出段名又要给出段内地址）

段式存储有利于

方便编程

分段共享

内存中进保存一份段S的内容，各进程共享共享段在共享段表中的段表项

分段保护

动态链接、动态增长

段页式管理

分段+分页

将地址空间按照程序自身逻辑关系划分为若干段，再将各段分为大小相等页面

分段方法分配用户地址空间，分页方法管理物理存储空间

逻辑地址

（段号，页号，段内偏移量）

段表、页表

每个段对应一个段表项

（段号（隐含），页表长度，页表存放地址）

每个页对应一个页表项

（页号（隐含），页面存放的内存块号）

地址变换

逻辑地址得到段号、页号、页内偏移

段号与段表寄存器的段长度比较，检查是否越界

查段表找到对应段表项

第1次访存

根据段表中记录的页表长度，检查页号是否越界

查询页表，找到页表项

第2次访存

得到最终物理地址并访问

第3次访存

引入快表只需要访问1次内存

数智技术在工程设备管理中的应用思维导图

U182637395

2.56

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催收系统升级思维导图

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0.71

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