存儲(chǔ)管理概念主要內(nèi)容一、存儲(chǔ)管理的功能二、存儲(chǔ)器層次三、地址重定位四、存儲(chǔ)保護(hù)五、存儲(chǔ)共享一、存儲(chǔ)管理的功能存儲(chǔ)管理的功能內(nèi)存分配和回收內(nèi)存抽象和映射存儲(chǔ)隔離和共享存儲(chǔ)擴(kuò)充二、存儲(chǔ)器層次位于CPU中，訪問速度最快寄存器高速緩存主存儲(chǔ)器磁盤磁帶訪問速度及單位造價(jià)容量低高低高位于CPU中，用于存放從內(nèi)存預(yù)取的指令或數(shù)據(jù)非永久保存信息，掉電后其中的信息不存在永久保存信息，掉電后信息依然存在寄存器高速緩存主存儲(chǔ)器磁盤磁帶操作系統(tǒng)存儲(chǔ)管理的主要對(duì)象，是進(jìn)程活動(dòng)的重要場(chǎng)所。主存容量大，可以同時(shí)容納多個(gè)進(jìn)程。OS需要對(duì)內(nèi)存分塊管理。I/O操作也依托于主存。寄存器高速緩存主存儲(chǔ)器磁盤磁帶磁盤和磁帶存儲(chǔ)的信息可長(zhǎng)期保存。磁盤和磁帶被看做I/O設(shè)備，屬于設(shè)備管理的范疇。又由于磁盤和磁帶是軟件信息的主要存儲(chǔ)場(chǎng)所，因此文件管理也會(huì)涉及磁盤及磁帶空間的管理。三、地址重定位在執(zhí)行程序時(shí)，將其中的邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢淼刂返倪^程。地址重定位或地址變換邏輯地址是某個(gè)指令、數(shù)據(jù)或語句相對(duì)于程序本身某個(gè)基準(zhǔn)位置（通常是程序的開始處）的偏移量，也稱為相對(duì)地址。邏輯地址在執(zhí)行對(duì)內(nèi)存的訪問之前必須把邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址。邏輯地址源程序中的符號(hào)地址編譯生成的中間代碼程序（也稱為目標(biāo)代碼程序）地址鏈接生成的可執(zhí)行程序中的地址物理地址是程序運(yùn)行時(shí)中央處理器實(shí)際訪問的內(nèi)存單元地址。物理地址（或絕對(duì)地址）邏輯地址或相對(duì)地址也稱為虛擬內(nèi)存地址。一個(gè)用戶作業(yè)的目標(biāo)程序的邏輯地址集合稱為該作業(yè)的邏輯地址空間。邏輯地址空間為進(jìn)程分配的進(jìn)程能夠訪問的那部分內(nèi)存空間的地址范圍為該進(jìn)程的物理地址空間。物理地址空間地址變換圖示main(){inta;intb;intc;scanf(“%d%d”,&a,&b);c=a+b;printf(“c=%d\n”,c);}main()...abcscanf(“%d%d”,,)[]=[]+[]printf(“c=%d\n”,[])0…10141822100200編譯鏈接為目標(biāo)代碼相對(duì)地址101418101418源程序及符號(hào)地址目標(biāo)程序main()...abcscanf(“%d%d”,10,14)[18]=[10]+[14]printf(“c=%d\n”,[18])0…10141822100200裝入內(nèi)存相對(duì)地址目標(biāo)程序main()...abcscanf(“%d%d”,,)[]=[]+[]printf(“c=%d\n”,[])1000…101010141018102211001200物理地址101010141018101010141018進(jìn)程根據(jù)程序所裝入的內(nèi)存位置由裝入程序依據(jù)重定位信息一次性將程序中所有的邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢淼刂?，然后程序開始執(zhí)行，這種重定位方式稱為靜態(tài)重定位（可重定位裝入方式）。靜態(tài)重定位靜態(tài)重定位無須硬件支持，易于實(shí)現(xiàn)。靜態(tài)重定位不允許程序在內(nèi)存中移動(dòng)位置。概念特點(diǎn)地址轉(zhuǎn)換工作穿插在指令執(zhí)行的過程中，每執(zhí)行一條指令，CPU對(duì)指令中涉及的邏輯地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這種重定位方式稱為動(dòng)態(tài)重定位（動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式）。動(dòng)態(tài)重定位動(dòng)態(tài)重定位必須借助硬件地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。動(dòng)態(tài)重定位允許程序在內(nèi)存中移動(dòng)位置。概念特點(diǎn)程序裝入內(nèi)存后，其中的邏輯地址保持不變，程序在內(nèi)存的起始地址裝入到硬件專用寄存器

重定位寄存器中。動(dòng)態(tài)重定位的具體操作物理地址=邏輯地址（首地址為0）+內(nèi)存始址地址變換公式重定位寄存器可以有多個(gè)，分別用于程序段、數(shù)據(jù)段以及堆棧段等的重定位。這意味著程序地址結(jié)構(gòu)是二維的，包括段地址和段內(nèi)偏移。程序所在物理內(nèi)存空間可以是離散的，不必連續(xù)。重定位寄存器數(shù)目、程序地址結(jié)構(gòu)、程序物理內(nèi)存空間連續(xù)性在Intelx86CPU中，CS、DS、ES、SS、FS、GS段寄存器即起到重定位寄存器的作用。重定位寄存器內(nèi)容是進(jìn)程上下文的一部分，進(jìn)程切換時(shí)，重定位寄存器內(nèi)容要一并切換。重定位寄存器與進(jìn)程切換重定位寄存器的信息通常保存在進(jìn)程控制塊中。進(jìn)程上下文切換時(shí)，當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程的重定位寄存器的內(nèi)容及其它信息保護(hù)在進(jìn)程控制塊中，新進(jìn)程重定位寄存器的內(nèi)容及其它信息從其進(jìn)程控制塊中恢復(fù)，進(jìn)程從斷點(diǎn)開始繼續(xù)執(zhí)行。四、存儲(chǔ)保護(hù)存儲(chǔ)保護(hù)包括地址越界保護(hù)信息存取保護(hù)各道程序只能訪問自己的主存區(qū)而不能跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)進(jìn)程中，尤其不能訪問操作系統(tǒng)的任何部分。對(duì)進(jìn)程執(zhí)行時(shí)所產(chǎn)生的所有主存訪問地址進(jìn)行檢查，確保進(jìn)程僅訪問自己的主存區(qū)，這就是地址越界保護(hù)。程序的合法訪問范圍程序的地址空間存儲(chǔ)保護(hù)包括地址越界保護(hù)信息存取保護(hù)進(jìn)程訪問分配給自己的主存區(qū)時(shí)，系統(tǒng)要對(duì)訪問權(quán)限進(jìn)行檢查，如檢查是否允許讀、寫、執(zhí)行等，從而確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性