电子科枚大学 软件技术基础 2.10页式管理及虚拟存储技术 主讲教师：刘民岷 航空航天学院 软件技术基础课程组
软件技术基础 2.10 页式管理及虚拟存储技术 主讲教师：刘民岷 航空航天学院 软件技术基础课程组
虚拟以存储管理 ▣分区存储管理存在的局限性： 逻辑地址空间不能超过物理地址空间 产生内存碎片，内存空间利用率低 ▣ 虚拟存储技术有效地解决了这两个问题。虚拟存储的基本思想是用 大容量的外存来扩充内存，利用虚拟技术为用户提供一个比有限的实 际内存空间大得多的虚拟内存空间 口虚拟存储管理技术关键在于采用“部分装入”，“部分交换”的策 略，即当大型作业运行时，不是将它的全部信息装入内存，而是将其 一部分先装入内存，另一部分暂存放在外存（磁盘）上，在作业运行 过程中，根据需要动态地装入 具体实现有分页存储管理、分段存储管理和段页式存储管理。 电子科技大学刘民岷 页式管理及虚拟存储技术 2
电子科技大学 刘民岷 2 1、虚拟存储管理 页式管理及虚拟存储技术 分区存储管理存在的局限性： • 逻辑地址空间不能超过物理地址空间 • 产生内存碎片，内存空间利用率低 虚拟存储技术有效地解决了这两个问题。虚拟存储的基本思想是用 大容量的外存来扩充内存，利用虚拟技术为用户提供一个比有限的实 际内存空间大得多的虚拟内存空间 虚拟存储管理技术关键在于采用“部分装入”，“部分交换”的策 略，即当大型作业运行时，不是将它的全部信息装入内存，而是将其 一部分先装入内存，另一部分暂存放在外存（磁盘）上，在作业运行 过程中，根据需要动态地装入 具体实现有分页存储管理、分段存储管理和段页式存储管理
页式存储管理 分页存储管理中，将逻辑地址空间分为大小相同的块，称为 虚页面(Page),通常页面大小为2的整数次幂(512K~4K)。 将物理空间也划分为与页面大小相等的块，称之为存储块或页 框(Page frame) 连续逻辑地址空间的页面，通过页面地址转换机构可以映射 到不连续的内存块中。 0 3 15 34 15 相对页号P 页内地址W 块号 块内地址 (a) 图逻辑地址与物理地址 (b) (a)逻辑地址(LA) (b)物理地址 Page Page Frame 电子科技大学刘民岷 页式管理及虚拟存储技术 3
电子科技大学 刘民岷 3 2、页式存储管理 页式管理及虚拟存储技术 分页存储管理中，将逻辑地址空间分为大小相同的块，称为 虚页面（Page），通常页面大小为2的整数次幂（512K～4K）。 将物理空间也划分为与页面大小相等的块，称之为存储块或页 框（Page frame）。 连续逻辑地址空间的页面，通过页面地址转换机构可以映射 到不连续的内存块中。 相对页号P 页内地址W 块 号 块内地址 （a） （b） 0 3 4 15 0 3 4 15 图 逻辑地址与物理地址 (a)逻辑地址（LA） (b)物理地址 Page Page Frame
2、页式存储管理（续） 页式存储管理的实现基于如下数据结构（表） 1)存储分块表MBT(Memory Block Table) 表中记录内存中每个存储块的使用情况，其中状态是指存储块是否空 闲整个系统一张表，表目数等于内存块的总数。 块号 作业号 状态 0 os 忙 1 J1 忙 内存分配情况如何？ 2 J1 忙 n JK 闲 电子科技大学刘民岷 页式管理及虚拟存储技术 4
电子科技大学 刘民岷 4 2、页式存储管理（续） 页式管理及虚拟存储技术 页式存储管理的实现基于如下数据结构（表）。 1）存储分块表MBT（Memory Block Table） 表中记录内存中每个存储块的使用情况，其中状态是指存储块是否空 闲整个系统一张表，表目数等于内存块的总数。 块号 作业号 状态 0 1 2 … n OS J1 J1 JK 忙 忙 忙 闲 内存分配情况如何？
页式存储管理（续） 页式存储管理的实现基于如下数据结构（表） 2)页表PT(Page Table) 每个运行的作业建立一张页表，表项对应该作业虚拟地址空间的一页。 作业被调度时，将作业对应的页表起始地址及大小装入特定的页表控制 寄存器(PTCR)中。 页号 标志 块号 0 1 2 页在哪个页框？ 1 1 2 0 3 1 8 4 0 页面在不在内存 ·0-不在 ·1-在 m 1 17 电子科技大学刘民岷 页式管理及虚拟存储技术 5
电子科技大学 刘民岷 5 2、页式存储管理（续） 页式管理及虚拟存储技术 页式存储管理的实现基于如下数据结构（表）。 2）页表PT（Page Table） 每个运行的作业建立一张页表，表项对应该作业虚拟地址空间的一页。 作业被调度时，将作业对应的页表起始地址及大小装入特定的页表控制 寄存器(PTCR)中。 页号 标志 … 块号 0 1 2 3 4 … m 1 1 0 1 0 … 1 … … … … … … … 2 1 － 8 － … 17 页面在不在内存 • 0－不在 • 1－在 页在哪个页框？