• [操作系统笔记]内存管理1

    内容系听课复习所做笔记，图例多来自课程截图

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    覆盖与交换

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    下图为覆盖技术图示：

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    交换技术和中级调度密切相关：

    中级调度（内存调度）：就是要决定将哪个处于挂起状态的进程重新调入内存

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    在哪保存被换出的进程

    具有对换功能的操作系统中，通常把磁盘空间分为文件区和对换区两部分。

    文件区主要用于存放文件，主要追求存储空间的利用率，因此对文件区空间的管理采用离散分配方式

    对换区空间只占磁盘空间的小部分，被换出的进程数据就存放在对换区。

    由于对换的速度直接影响到系统的整体速度，因此对换区空间的管理主要追求换入换出速度，因此通常对换区采用连续分配方式，故对换区的I/O速度比文件区的更快。

    什么时候进行交换

    交换通常在许多进程运行且内存吃紧时进行，而系统负荷降低就暂停。例如：在发现许多进程运行时经常发生缺页，就说明内有紧张，此时可以换出一些进程；如果缺页率明显下降，就可以暂停换出。

    应该换出哪些进程

    可优先换出阻塞进程；可换出优先级低的进程；为了防止优先级低的进程在被调入内存后很快又被换出，有的系统还会考虑进程在内存的驻留时间…

    内存的分配与回收

    连续分配管理方式

    [操作系统笔记]连续分配管理方式

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    非连续分配管理方式

    • 基本分页存储管理
    • 基本分段存储管理
    • 段页式存储管理

    分页式管理方式

    [操作系统笔记]基本分页存储管理

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    两级页表

    [操作系统笔记]两级页表

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    分段式管理方式

    [操作系统笔记]基本分段存储管理

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    段页式管理方式

    优点缺点
    分页管理内存空间利用率高，不会产生外部碎片，只会有少量的页内碎片不方便按照逻辑模块实现信息的共享和保护
    分段管理很方便按照逻辑模块实现信息的共享和保护如果段长过大，为其分配很大的连续空间会很不方便。另外，段式管理会产生外部碎片

    当然，分段管理也可以使用紧凑技术

    据此，提出兼具两者优点的段页式，在段页式管理中，一个进程在被分段之后还会进一步地被分页

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    注意上面的重点：用户不用考虑页号，只需给出段号和段内地址即可，段内地址拆分为页号和页内偏移量这是由操作系统自动完成的。因为知道段内地址是以及固定的页面大小后是可以推算出来的。

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    一个进程只能对应一个页表，但是可以对应多个页表

    段式管理的段表和段页式的段表并不一样：前者由段长和起始地址构成，后者则是页表长度、页表存放块号（共同点是段号都是隐藏的）

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    需要三次访存，段页式也可以使用快表，若命中则只需一次访存

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    杂项

    每个进程有自己的独立的地址空间，在操作系统(软件)和硬件的地址保护地址下，进程无法访问其他进程的地址空间。一个进程不能未被授权就访问另外一个进程的内存单元，内存保护的方法有界地址保护和存储键保护，一个进程中的程序不能跳转到另一个进程的指令地址中。

    内存的保护依托软硬件两方面实现

    其他参考

    03-存储管理

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