系统架构师学习笔记-操作系统（三）

目录

 

 

存储管理

地址变换机构

分页和分段的主要区别

段页式存储管理

页面置换算法

作业管理

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存储管理

段表：为使程序正常运行，须在系统中为每个进程建立一张段映射表，简称“段表”。每个段在表中占有一个表项。

段表结构：段号；段在内存中的起始地址(基址)；段长。

段表可以存放在寄存器中，但更多的是存放在内存中。段表用于实现从逻辑段到物理内存区的映射。

 

地址变换机构

在系统中设置段表寄存器，用于存放段表始址和段表长度，以实现从进程的逻辑地址到物理地址的变换。当段表存放在内存中时，每访问一个数据，都需访问两次内存，降低了计算机的速率。

 

分段系统的地址变换机构：如下图所示：

解析：首先是看逻辑地址的段号S，他通过控制寄存器来查找段号（如果段号s太大则会越界中断），找到段号在段表的位置，这时看他对应的基址，找到机制后，再看位移量w的值（也就是偏移地址），这时就可以在主存（内存）中找到数据！

 

分页和分段的主要区别

相似点：采用离散分配方式，通过地址映射机构实现地址变换。

不同点：

1. 页是信息的物理单位，分页是为了满足系统的需要；段是信息的逻辑单位，含有意义相对完整的信息，是为了满足用户的需要。

2.页的大小固定且由系统确定，由系统把逻辑地址分为页号和页内地址，由机器硬件实现；段的长度不固定，取决于用户程序，编译程序对源程序编译时根据信息的性质划分。

3. 分页的作业地址空间是一维的；分段的作业地址空间是二维的。

 

段页式存储管理

分段和分页存储管理方式各有优缺点。把两者结合成一种新的存储管理方式--段页式存储管理方式，具有两者的长处。

1. 基本原理
先将用户程序分成若干段，再把每个段分成若干页，并为每个段赋予一个段名。

基本段页式存储管理：把作业的所有段装入内存方可运行。
请求段页式存储管理：没必要把整个作业装入内存，可把作业的几段或几页装入内存即可运行。
段页式系统地址结构：段号；段内页号；页内地址。

 

段页式系统的地址变换机构如下图所示：

解析：首先是找到段号s（可能会有越界的问题），找到后，在找页号（也可能会越界）然后根据块号（这时候是物理地址了）找块内地址（也是页内地址）

 

在段页式系统中，为了获得一条指令或数据，需访问三次内存：
第一次：访问内存中的段表，取得页表始址
第二次：访问内存中的页表，取得该页所在的物理块号，将块号与页内地址形成物理地址
第三次：根据第二次所得的地址，取出指令或数据
缺点：访存次数增加两倍
解决方法：增设高速缓冲寄存器

 

页面置换算法

1.最佳置换算法；

2.先进先出置换算法；

3.最近最久未使用（LRU）算法；

 

 

作业管理

一个批处理型作业，从进入系统并驻留在外存的后备队列上开始，直至作业运行完毕，要经历提交、后备、执行和完成4个状态。

这里要了解下360浮悬球有个内存释放的功能，他就是把就绪态和阻塞态的内存，挂起放到挂起就绪或者挂起阻塞中！

这里要注意：挂起就绪和挂起阻塞是在外存中！恢复后就是在内存中！

 

处理机调度
1.高级调度：也是作业调度
2.中级调度：把内存调往外存，把外存调回内存
3.低级调度：进程调度，去就绪到执0行