分页式存储管理 论文

分页式存储管理

摘要：

分页式存储管理的基本思想是把内存空间分成大小相等、位置固定的若干个小分区，每个小分区称为一个存储块，简称块，并依次编号为0，1，2，3,……，n块，每个存储块的大小由不同的系统决定，一般为2的n次幂，如1KB，2 KB，4 KB等，一般不超过4 KB。而把用户的逻辑地址空间分成与存储块大小相等的若干页，依次为0，1，2，3，……，m页。当作业提出存储分配请求时，系统首先根据存储块大小把作业分成若干页。每一页可存储在内存的任意一个空白块内。此时，只要建立起程序的逻辑页和内存的存储块之间的对应关系，借助动态地址重定位技术，原本连续的用户作业在分散的不连续存储块中，就能够正常投入运行。

1、概况描述：在可变分区存储管理系统中，要求一个作业必须装入内存某一连续区域内。这样，经过一段时间的运行，随着多个作业的进入与完成，内存中容易产生许多分散的、比较小的外部碎片。解决这一问题的一个方法是采用紧凑技术，但紧凑技术比较花费处理机时间。为此，人们考虑另一种解决方法，即打破一个作业必须装入内存连续区域的限制，可把一个作业分配到几个不连续的区域内，从而不需移动内存原有的数据，就可有效地解决碎片问题。这一思想的应用就是分页式存储管理。分页式存储管理是在大型机操作系统中被广泛采用的一种存储管理方案。

2、分页存储管理概念：存储器管理中，连续分配方式会形成许多“碎片”，这是将一个进程直接分散地装入到许多不相邻的分区中，这种离散方式的基本单位是页，则称之分页式存储管理。

3、分页存储管理的基本原理是：将主存空间和辅存空间分别等分为大小相等的若干页，页的大小为字节，如

（1KB），

（2KB），

页、…。为了叙述方便，把主存的页（物理页或绝对页）称为页面。 2．分页存储管理的地址转换

在分页存储管理中，需要解决的关键问题是：选择哪一个物理页存放调入的逻辑页？如何将线性地址转换为物理地址？为了解决这些问题，系统为每一个页建立一个页表，保存在主存中，存放页的若干信息，如页号、容量、是否装入主存、存放在主存的哪一个页面上等。

页表在存储器中的位置由页表地址寄存器定位。页表中记录的状态信息为：第1项页号指示逻辑页；第2项特征位记录该逻辑页是否装入主存，“0”表示未装入，“1”表示已装入；第3项记录该逻辑页装入主存所存放的物理页的页面号，即1号逻辑页从辅存调入主存后，存放在第7号物理页面上。CPU访问某页时，首先要查找页表，判断要访问的页是否在主存，若在主存为命中，否则为未命中。然后将未命中的页按照某种调度算法由辅存调入主存，并根据逻辑页号和存放的物理页面号的对应关系，将线性地址转换为物理地址。分页存储管理的地址转换甲乙图

存储单元的物理地址由页面号和页内地址两部分组成，如图5.37（a）所示。8KB主存的页内地址由地址线A9～A0提供，可寻址1KB的页内存储空间，地址范围为0～1 023；页面号由高3位地址线A12～A10提供，8个页面的页面号为0～7。由此可以看出，页面存储单元的物理地址为 。 物理地址＝页的大小×页面号＋页内地址 。

线性地址的确定方法与物理地址的确定方法完全相同，也是由页号和页内地址两部分组成，如图5.37（b）所示。16KB辅存空间可分为16页，页内地址由地址线A9～A0提供，其页号0～15由高4位地址线A13～A10提供。

15 11 9 0

（甲）物理地质结构

16 11 9 0

个

（4KB）等，并且为每个页按顺序指定一个页号，即0页、1页、2

（乙）线性地址结构

在进行地址转换时，由于逻辑页和物理页的大小相等，它们的页内地址是相同的，所不同的是页号，只要将线性地址的页号转换为物理地址的页面号即可。在图5.36中，给出1号逻辑页中某条指令访问数据的逻辑地址为1024×1＋452＝1 476，它存入主存7页面上所对应的物理地址为 1 024×7＋452＝7 620。 4、功能：1、分页式存储管理中的地址重定位是非常重要的，要使不连续的、分散的用户程序能正常运行，须采用动态地址重定位。

2、通常可在内存中为每个作业开辟一块特定区域，建立起作业的逻辑页与存储块之间的对应表格关系，这种表常称为页面映象表，简称页表。对当前运行作业的页表由一个专用的控制寄存器——页表始址寄存器来指定。 3、逻辑地址由硬件分成的两部分页号p和页内地址w是系统自动进行的，对用户是透明的。页内地址的长度由页大小决定，逻辑地址中除去页内地址所占的低位部分外，其余高位部分为页号。假定一个系统的逻辑地址为16位，页大小为1KB，则逻辑地址的低10位（210=1 KB），被解释成页内地址w，而高6位则为页号p，地址结构如下：

15 10 0

现在我们举例说明动态地址重定位的实现过程。

比如，现有一个系统，内存容量共256k，存储块的大小为1k，共有256块，编号为0～255。第0～4块为操作系统所使用。现有2个用户作业，作业1和作业2，其逻辑地址空间分别占2k和2.5k，进入系统后，按块的大小划分分别占2页和3页（因内存是以块为单位分配的），它们的分页情况如图所示。

作业2 0 1KB 2KB 3KB-1

•

页号P

页内地址W

10

5、分析: 放当前作业的最常用的页号和与之相应的物理块号。一般称这样的寄存器组为快表或联想存储器。

• •

采用联想存储器和内存中页表相结合的分页地址变换过程。

应用联想存储器和页表相结合的方式，可有效地提高系统动态地址转换的速度，是一种行之有效的方法。 分页式存储管理中的存储信息保护可从两个方面实现，一个方面是在进行地址变换时，产生的页号应小于页表长度，否则视为越界访问，这类似于基址—限长存储保护；另一方面，可在页表中增加存取控制和存储保护的信息，对每一个存储块，可允许四种保护方式：①禁止做任何操作；②只能执行；③只能读；④能读/写。当要访问某页时，先判断该页的存取控制和存储保护信息是否允许。添加了存取控制信息的页表。

6、性能:

7、实例分析：若主存空间为8KB，辅存空间为16KB，页的大小为1KB，则主存空间可分为8个页面，其页面号为0～7；辅存空间可分为16个页，其页号为0～15，如图5.35所示。当程序运行时，以“页”为单位

进行地址映射，即操作系统以页为单位把逻辑页从辅存调入主存，存放在物理页面上，供CPU执行。在分页存储管理机制中，把逻辑页对应的逻辑地址称为线性地址。 7、总结:

关键词：关键词以3～5个为宜；

参考文献：8篇以上（限正式出版的文献）

期刊——作者.题名.期刊名称,出版年,卷号（期号）:引用页码范围

图书——著者.书名.版次（第一版不标注）.出版地:出版者,出版年

文献题名: 《计算机操作系统》课程教学探讨 作者: 邵闻珠;

单位: 石河子大学网络中心 新疆石河子832003 年: 2006 期: 03 页码: 47-48

关键词: 操作系统;;探讨;;教学

摘要: 本文介绍了在操作系统课程教学中的几点体会,提出在教学过程中应不断使用先进的教学方法才能激发学生的学习兴趣,提高学习效率,希望和讲授这门课程的老师共同探讨。 文献题名: 师范类计算机专业《计算机操作系统》课程教学改革研究 作者: 支丽平;王宏福;

单位: 安阳师范学院计算机科学系,安阳师范学院计算机科学系 河南安阳455000,河南安阳455000 年: 2007 页码: 280-281

关键词: 操作系统;;师范学院;;教学改革;;教学方法;;Linux

摘要: 操作系统是计算机系统的重要组成部分,《计算机操作系统》是计算机教育相关专业重要的专业基础课,该课程的教学一直在计算机类专业教学计划中居重要位置。本文分析了目前国内计算机操作系统教学现状和社会对师范教育改革的要求,并结合国外先进经验,提出了若干关于师范类计算机专业的操作系统的课程教学方法和教学手段的改革措施,以期适应师范教学改革的需要。 文献题名: 计算机操作系统的教学与学生能力的培养 作者: 熊国敏

单位: 安顺师范高等专科学校 副校长 副教授,贵州 安顺 561000 年: 2003 期: 04 页码: 18-19+88

关键词: 操作系统;;教学;;学生能力;;培养

摘要: 文章总结教学实践,从理论上进行提高,探讨了计算机操作系统的教学与学生能力的培养方法。 题名: 计算机操作系统体系结构综述 作者: 王邦千

单位: 四川工业贸易学校计算机专业课教研室 四川成都610000 年: 2005 期: 05 页码: 30-32+61

关键词: 计算机;;操作系统;;体系结构

摘要: 操作系统体系结构已从单体结构发展到层次结构,再发展到微内核结构和C/S模式;其开发技术从结构化程序设计发展到面向对象程序设计和组件技术。了解操作系统的体系结构及其发展,对研制、使用和维护操作系统,基于操作系统开发应用和相应开发工具的使用都是必需的。

题名: 《计算机操作系统》教学的改革 作者: 晏杰;

单位: 武夷学院计算机科学与工程系 武夷山354300 年: 2007 期: 09 页码: 49-51

关键词: 计算机操作系统;;课程特点;;教学改革

摘要: 计算机操作系统是一门综合性课程,内容庞杂,涉及面广,使得该课程比其他专业课更加难教,学生也觉得更加难学。通过对《计算机操作系统》课程的特点、教学的现状进行详细的分析,提出了操作系统教学改革的思路。

题名: 计算机操作系统的功能、发展及分类 作者: 褚骁骁;

单位: 沈阳师范大学科信软件学院; 年: 2010 期: 02 页码: 19

关键词: 计算机;;操作系统;;发展;;分类

摘要: 操作系统是统一管理计算机软、硬件资源,合理组织计算机的工作流程,协调系统部件之间,系统与用户之间、用户与用户之间的关系。本文对计算机操作系统的功能、发展和分类做了简单的分析和阐述 题名: 计算机操作系统原理课程的教学探索 作者: 郝继升;

单位: 延安大学数学与计算机科学学院; 年: 2007 期: 08 页码: 9-11

关键词: 操作系统;;课程教学;;理论教学;;实验教学

摘要: 本文首先分析了操作系统原理课程的地位和目前教学中存在的问题,然后从教材选择、教学内容和教学方法等方面对操作系统课程教学提出了一些探索性的建议 题名: 计算机操作系统的安全系统与方法 单位: 澳大利亚西澳大利亚 出版日期: 2006-06-28 公开号: CN1795439 专利类别名称: 发明专利

摘要: 一种用于计算机操作系统的安全系统包含处理器(37),其独立于主机 CPU(13),用来控制主机CPU(13)与在存储设备(21)中所形成的用来存 储操作系统的安全分区之间的访问。独立于计算机存储器与存储设备(21) 的程序存储器(41)不可修改地存储并提供用来以如下方式操作处理器(37) 的计算机程序,该方式控制对存储设备(21)中安全分区的访问。在安全系 统初始化之前,阻塞主机CPU(13)对数据存储设备(21)的所有数据访问, 并且紧接初始化之后,在处理器... 来源: 中国专利

分页式存储管理

摘要：

分页式存储管理的基本思想是把内存空间分成大小相等、位置固定的若干个小分区，每个小分区称为一个存储块，简称块，并依次编号为0，1，2，3,……，n块，每个存储块的大小由不同的系统决定，一般为2的n次幂，如1KB，2 KB，4 KB等，一般不超过4 KB。而把用户的逻辑地址空间分成与存储块大小相等的若干页，依次为0，1，2，3，……，m页。当作业提出存储分配请求时，系统首先根据存储块大小把作业分成若干页。每一页可存储在内存的任意一个空白块内。此时，只要建立起程序的逻辑页和内存的存储块之间的对应关系，借助动态地址重定位技术，原本连续的用户作业在分散的不连续存储块中，就能够正常投入运行。

1、概况描述：在可变分区存储管理系统中，要求一个作业必须装入内存某一连续区域内。这样，经过一段时间的运行，随着多个作业的进入与完成，内存中容易产生许多分散的、比较小的外部碎片。解决这一问题的一个方法是采用紧凑技术，但紧凑技术比较花费处理机时间。为此，人们考虑另一种解决方法，即打破一个作业必须装入内存连续区域的限制，可把一个作业分配到几个不连续的区域内，从而不需移动内存原有的数据，就可有效地解决碎片问题。这一思想的应用就是分页式存储管理。分页式存储管理是在大型机操作系统中被广泛采用的一种存储管理方案。

2、分页存储管理概念：存储器管理中，连续分配方式会形成许多“碎片”，这是将一个进程直接分散地装入到许多不相邻的分区中，这种离散方式的基本单位是页，则称之分页式存储管理。

3、分页存储管理的基本原理是：将主存空间和辅存空间分别等分为大小相等的若干页，页的大小为字节，如

（1KB），

（2KB），

页、…。为了叙述方便，把主存的页（物理页或绝对页）称为页面。 2．分页存储管理的地址转换

在分页存储管理中，需要解决的关键问题是：选择哪一个物理页存放调入的逻辑页？如何将线性地址转换为物理地址？为了解决这些问题，系统为每一个页建立一个页表，保存在主存中，存放页的若干信息，如页号、容量、是否装入主存、存放在主存的哪一个页面上等。

页表在存储器中的位置由页表地址寄存器定位。页表中记录的状态信息为：第1项页号指示逻辑页；第2项特征位记录该逻辑页是否装入主存，“0”表示未装入，“1”表示已装入；第3项记录该逻辑页装入主存所存放的物理页的页面号，即1号逻辑页从辅存调入主存后，存放在第7号物理页面上。CPU访问某页时，首先要查找页表，判断要访问的页是否在主存，若在主存为命中，否则为未命中。然后将未命中的页按照某种调度算法由辅存调入主存，并根据逻辑页号和存放的物理页面号的对应关系，将线性地址转换为物理地址。分页存储管理的地址转换甲乙图

存储单元的物理地址由页面号和页内地址两部分组成，如图5.37（a）所示。8KB主存的页内地址由地址线A9～A0提供，可寻址1KB的页内存储空间，地址范围为0～1 023；页面号由高3位地址线A12～A10提供，8个页面的页面号为0～7。由此可以看出，页面存储单元的物理地址为 。 物理地址＝页的大小×页面号＋页内地址 。

线性地址的确定方法与物理地址的确定方法完全相同，也是由页号和页内地址两部分组成，如图5.37（b）所示。16KB辅存空间可分为16页，页内地址由地址线A9～A0提供，其页号0～15由高4位地址线A13～A10提供。

15 11 9 0

（甲）物理地质结构

16 11 9 0

个

（4KB）等，并且为每个页按顺序指定一个页号，即0页、1页、2

（乙）线性地址结构

在进行地址转换时，由于逻辑页和物理页的大小相等，它们的页内地址是相同的，所不同的是页号，只要将线性地址的页号转换为物理地址的页面号即可。在图5.36中，给出1号逻辑页中某条指令访问数据的逻辑地址为1024×1＋452＝1 476，它存入主存7页面上所对应的物理地址为 1 024×7＋452＝7 620。 4、功能：1、分页式存储管理中的地址重定位是非常重要的，要使不连续的、分散的用户程序能正常运行，须采用动态地址重定位。

2、通常可在内存中为每个作业开辟一块特定区域，建立起作业的逻辑页与存储块之间的对应表格关系，这种表常称为页面映象表，简称页表。对当前运行作业的页表由一个专用的控制寄存器——页表始址寄存器来指定。 3、逻辑地址由硬件分成的两部分页号p和页内地址w是系统自动进行的，对用户是透明的。页内地址的长度由页大小决定，逻辑地址中除去页内地址所占的低位部分外，其余高位部分为页号。假定一个系统的逻辑地址为16位，页大小为1KB，则逻辑地址的低10位（210=1 KB），被解释成页内地址w，而高6位则为页号p，地址结构如下：

15 10 0

现在我们举例说明动态地址重定位的实现过程。

比如，现有一个系统，内存容量共256k，存储块的大小为1k，共有256块，编号为0～255。第0～4块为操作系统所使用。现有2个用户作业，作业1和作业2，其逻辑地址空间分别占2k和2.5k，进入系统后，按块的大小划分分别占2页和3页（因内存是以块为单位分配的），它们的分页情况如图所示。

作业2 0 1KB 2KB 3KB-1

•

页号P

页内地址W

10

5、分析: 放当前作业的最常用的页号和与之相应的物理块号。一般称这样的寄存器组为快表或联想存储器。

• •

采用联想存储器和内存中页表相结合的分页地址变换过程。

应用联想存储器和页表相结合的方式，可有效地提高系统动态地址转换的速度，是一种行之有效的方法。 分页式存储管理中的存储信息保护可从两个方面实现，一个方面是在进行地址变换时，产生的页号应小于页表长度，否则视为越界访问，这类似于基址—限长存储保护；另一方面，可在页表中增加存取控制和存储保护的信息，对每一个存储块，可允许四种保护方式：①禁止做任何操作；②只能执行；③只能读；④能读/写。当要访问某页时，先判断该页的存取控制和存储保护信息是否允许。添加了存取控制信息的页表。

6、性能:

7、实例分析：若主存空间为8KB，辅存空间为16KB，页的大小为1KB，则主存空间可分为8个页面，其页面号为0～7；辅存空间可分为16个页，其页号为0～15，如图5.35所示。当程序运行时，以“页”为单位

进行地址映射，即操作系统以页为单位把逻辑页从辅存调入主存，存放在物理页面上，供CPU执行。在分页存储管理机制中，把逻辑页对应的逻辑地址称为线性地址。 7、总结:

关键词：关键词以3～5个为宜；

参考文献：8篇以上（限正式出版的文献）

期刊——作者.题名.期刊名称,出版年,卷号（期号）:引用页码范围

图书——著者.书名.版次（第一版不标注）.出版地:出版者,出版年

文献题名: 《计算机操作系统》课程教学探讨 作者: 邵闻珠;

单位: 石河子大学网络中心 新疆石河子832003 年: 2006 期: 03 页码: 47-48

关键词: 操作系统;;探讨;;教学

摘要: 本文介绍了在操作系统课程教学中的几点体会,提出在教学过程中应不断使用先进的教学方法才能激发学生的学习兴趣,提高学习效率,希望和讲授这门课程的老师共同探讨。 文献题名: 师范类计算机专业《计算机操作系统》课程教学改革研究 作者: 支丽平;王宏福;

单位: 安阳师范学院计算机科学系,安阳师范学院计算机科学系 河南安阳455000,河南安阳455000 年: 2007 页码: 280-281

关键词: 操作系统;;师范学院;;教学改革;;教学方法;;Linux

摘要: 操作系统是计算机系统的重要组成部分,《计算机操作系统》是计算机教育相关专业重要的专业基础课,该课程的教学一直在计算机类专业教学计划中居重要位置。本文分析了目前国内计算机操作系统教学现状和社会对师范教育改革的要求,并结合国外先进经验,提出了若干关于师范类计算机专业的操作系统的课程教学方法和教学手段的改革措施,以期适应师范教学改革的需要。 文献题名: 计算机操作系统的教学与学生能力的培养 作者: 熊国敏

单位: 安顺师范高等专科学校 副校长 副教授,贵州 安顺 561000 年: 2003 期: 04 页码: 18-19+88

关键词: 操作系统;;教学;;学生能力;;培养

摘要: 文章总结教学实践,从理论上进行提高,探讨了计算机操作系统的教学与学生能力的培养方法。 题名: 计算机操作系统体系结构综述 作者: 王邦千

单位: 四川工业贸易学校计算机专业课教研室 四川成都610000 年: 2005 期: 05 页码: 30-32+61

关键词: 计算机;;操作系统;;体系结构

摘要: 操作系统体系结构已从单体结构发展到层次结构,再发展到微内核结构和C/S模式;其开发技术从结构化程序设计发展到面向对象程序设计和组件技术。了解操作系统的体系结构及其发展,对研制、使用和维护操作系统,基于操作系统开发应用和相应开发工具的使用都是必需的。

题名: 《计算机操作系统》教学的改革 作者: 晏杰;

单位: 武夷学院计算机科学与工程系 武夷山354300 年: 2007 期: 09 页码: 49-51

关键词: 计算机操作系统;;课程特点;;教学改革

摘要: 计算机操作系统是一门综合性课程,内容庞杂,涉及面广,使得该课程比其他专业课更加难教,学生也觉得更加难学。通过对《计算机操作系统》课程的特点、教学的现状进行详细的分析,提出了操作系统教学改革的思路。

题名: 计算机操作系统的功能、发展及分类 作者: 褚骁骁;

单位: 沈阳师范大学科信软件学院; 年: 2010 期: 02 页码: 19

关键词: 计算机;;操作系统;;发展;;分类

摘要: 操作系统是统一管理计算机软、硬件资源,合理组织计算机的工作流程,协调系统部件之间,系统与用户之间、用户与用户之间的关系。本文对计算机操作系统的功能、发展和分类做了简单的分析和阐述 题名: 计算机操作系统原理课程的教学探索 作者: 郝继升;

单位: 延安大学数学与计算机科学学院; 年: 2007 期: 08 页码: 9-11

关键词: 操作系统;;课程教学;;理论教学;;实验教学

摘要: 本文首先分析了操作系统原理课程的地位和目前教学中存在的问题,然后从教材选择、教学内容和教学方法等方面对操作系统课程教学提出了一些探索性的建议 题名: 计算机操作系统的安全系统与方法 单位: 澳大利亚西澳大利亚 出版日期: 2006-06-28 公开号: CN1795439 专利类别名称: 发明专利

摘要: 一种用于计算机操作系统的安全系统包含处理器(37),其独立于主机 CPU(13),用来控制主机CPU(13)与在存储设备(21)中所形成的用来存 储操作系统的安全分区之间的访问。独立于计算机存储器与存储设备(21) 的程序存储器(41)不可修改地存储并提供用来以如下方式操作处理器(37) 的计算机程序,该方式控制对存储设备(21)中安全分区的访问。在安全系 统初始化之前,阻塞主机CPU(13)对数据存储设备(21)的所有数据访问, 并且紧接初始化之后,在处理器... 来源: 中国专利