网络工程师－操作系统之存储管理(第三天)

存储管理

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 一、分区存储

（1）、分配办法

（2）、分配类型

（1）分区时刻

• • 静态分区：系统初始化时分，即在系统运行之前将内存空间划分为若干区域；

  • 动态分区：申请时分，即在系统运行过程中划分内存空间。

（2）分区大小

• • 等长分区：2i ，将内存空间划分为若干个长度相同的区域。

  • 异长分区：将内存空间划分为若干个长度不同的区域。

（3）通常作法

• • 静态+等长（页式、段页式）

  • 动态+异长（段式、界地址）

案例：

• 首次适应法：直接从内存中查找到第一块空闲分区直接分配，速度快。

• 最佳适应法：查找一块与申请内存的作业最接近的空闲分区分配，碎片少。

• 最差适应法：寻找空闲分区中最大的进行分配。

• 循环首次适应法：在首次适应法的基础上循环查找，找到合适的即可分配。

2、页式存储

（1）概述：将作业的逻辑地址，划分为若干个长度相等的区域，每个区域称为一页。

• 优点：利用率高，碎片小，分配及管理简单。

• 缺点：增加了系统开销，可能产生抖动现象。

例题1：

 

 

 例题2：

例题3：

 

 思路：1、逻辑地址十进制数8644转化为二进制，10 000111000100

　　　　2、4k=2¹²，8644转化为二进制数的12位数前的数字，得到10

　　　　3、将10转化为十进制得到页号2，对应物理块号8，将物理块号转化8为二进制得1000

　　　　4、1000 000111000100

3、段式存储

（1）概述：按用户作业中的自然段来划分逻辑空间，不要求每一段相等，但是必须有完整意义。

• 优点：多道程序共享内存，各段程序修改互不影响。

• 缺点：内存利用率低，内存碎片浪费大。

 4、段页式存储

（1）概述：在分段的基础上再进行分页，把段式存储管理和页式存储管理有效结合起来，一张段表分为若干个页。

• 优点：空间浪费小、存储共享容易、存储保护容易、能动态链接。

• 缺点：由于管理软件的增加，复杂性和开销额随之增加，需要的硬件以及占用的内存也有所增加，使得执行速度大大下降。

 5、页面置换算法

• 最优算法（Optiml，OPT）：选择那些永久不使用，或者在最长时间内不再被访问的页面，将这些内存置换出来，目前正处于理论阶段。

• 随机算法（Rand）：随机选择一个页面进行淘汰，置换出内存。

• 先进先出算法（FIFO）：选择距离内存时间最长的进行淘汰，按分配的时间顺序组织起来，这种算法会频繁调用，可能产生抖动现象，严重降低内存利用率。

• 最近最少使用算法（LRO）：选择最近最久没有被使用的作业进行淘汰，这种算法不会产生抖动。

案例1：

 注：（√代表缺页次数，缺页次数越少，系统性能越高 ）

例题：

 6、磁盘管理

（1）、概述：

•  计算磁道数：（外半径 - 内半径）*道密度*记录面数（注意：硬盘的第一面和最后一面是保护用的，要减掉。如3个双面的磁盘的记录面数是3*2-2=4）

• 非格式化容量=位密度*π*最大圈直径*总磁道数（注意：位密度是每道不同的，但每道的容量是相同的。0道是最外面的磁道，其位密度最小。）

• 格式化容量=每道扇区数*扇区容量*总磁道数

• 平均数据传输速度=每道扇区数*扇区容量*盘片转数

• 存取时间=寻道时间+等待时间（注意：寻道时间是指磁头移动到磁盘所需的时间，等待时间为等待读写的扇区转到磁头下方所用的时间）

（2）、读取磁盘数据时间计算

• 读取磁盘数据的时间包括三部分：

1. 1. 找磁道的时间

   2. 找块（扇区）的时间，即旋转延迟时间

   3. 传输时间

例题：

 （3）、磁盘调度算法

1. 先来先服务（FCFS）：采用先来先服务的顺序，实现起来简单，但实现时间长，降低了性能。
2. 最短寻道时间优先（SSTF）：根据当前磁道的位置来确定下一个请求，节省寻道的时间，可能导致有些请求长时间拖延或得不到服务，从而产生饥饿现象。
3. 扫描算法（SCAN）：又称电梯算法，整个磁头移动方向一致（从里到外，从外到里），在过程中服务，节省了时间。
4. 循环扫描算法（CSCAN）：磁头单项移动，避免一些请求长时间得不到服务。

例题：