计算机操作系统 （王道考研）笔记（二）

• 🙋‍♂️ 作者：海码007
• 📜 专栏：计算机四大基础专栏
• 💥 标题：【一文读懂】计算机操作系统（王道考研）笔记：深入解析内存管理的关键！
• ❣️ 寄语：人生的意义或许可以发挥自己全部的潜力，所以加油吧！
• 🎈 最后：文章作者技术和水平有限，如果文中出现错误，希望大家能指正

1 内存

1.1 内存的基础知识

1.1.1 内存定义、作用

内存可存放数据。程序执行前需要先放到内存中才能被CPU处理----缓和CPU和硬盘之间速度矛盾

1.1.2 指令的工作原理

1.1.3 三种装入策略

装入策略是为了解决将指令中的逻辑地址（相对地址）转换为物理地址（绝对地址）。
有三种装入策略：1. 绝对装入；2.可重定位装入（静态重定位）；3.动态运行时装入（动态重定位）

1. 绝对装入

2. 可重定位装入

3. 动态运行时装入

1.1.4 从写程序到程序运行

在Windows系统重装入模块就是.exe文件

1.1.5 链接的三种方式

链接指的是将编译后的二进制文件与引用的三方库二进制文件，链接成一个.exe文件（也就是装入模块）。

1.1.6 总结

1.2 内存管理

1.2.1 内存空间的分配与回收

*** 操作系统负责内存空间的分配与回收

内存空间的分配与回收主要有两种：连续分配管理、非连续分配管理。

a） 连续分配管理

连续分配：指为用户进程分配的必须是一个连续的内存空间。

动态分区分配算法

b） 非连续分配管理

有三种方法：基本分页存储管理、基本分段存储管理、段页式存储管理；

1） 基本分页存储管理

2） 基本分段存储管理

3） 段页式存储管理

是两种方法的结合

1.2.2 内存空间的扩充

*** 操作系统需要提供某种技术从逻辑上对内存空间进行扩充
因为电脑内存有限16g，有程序超过80g大小，所以就需要内存空间扩充技术。

内存扩充的技术有三种：覆盖技术、交换技术、虚拟存储技术；

a） 覆盖技术

缺点：必须由程序员声明覆盖结构，操作系统完成自动覆盖。对用户不透明，增加了用户编程负担。覆盖技术只用于早期的操作系统，现在已经被淘汰。

b） 交换技术

c） 虚拟存储技术

虚拟内存技术

1. 定义与特征

2. 实现虚拟内存技术

虚拟内存技术的实现是建立在离散分配的内存管理方式基础上。
离散分配的内存管理方式有三种：基本分页存储管理、基本分段存储管理、基本段页式存储管理；
由此衍生出三种虚拟内存实现方法：请求分页存储管理、请求分段存储管理、请求段页式存储管理；

3. 三种虚拟内存实现方法
   请求分页管理方式：

1.2.3 地址转换

操作系统需要提供地址转换功能，负责程序的逻辑地址与物理地址的转换
原因：为了使编程更方便，程序员写程序应该只需关心指令、数据的逻辑地址。而逻辑地址到物理地址的转换（这个过程称为地址重定位）应该由操作系统负责，这样就保证了程序员写程序时不需要关注物理内存的实际情况。（和封装的思想很像，就是把负责的实现过程封闭起来，别人只需要调用，不需要考虑内部实现逻辑）

拓展：有三种装入方式可以实现地址重定位

1.2.4 内存保护

操作系统需要提供内存保护功能。保证各进程在各自存储空间内运行，互不干扰。

内存保护的两种方法：

1. 设置一对上限、下限寄存器。
   
2. 采用重定位寄存器和界地址寄存器