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  • 操作系统复习(二):内存管理


    前言:此篇博文不是科普性的知识解读文章,不适合新手入门学习。作用在于自己梳理知识脉络,方便回忆和补充知识点,后期会不断更新补充。

    目录

    0.存储器结构 & 进程运行的基本原理

    0.1 程序的链接(静态、装入时动态链接、运行时动态链接)

    0.2 程序的装入(绝对装入,可重定位装入,动态运行时装入)

    0.3 内存扩充:覆盖、交换

    1.内存管理

    1.1 连续分配(单一连续、固定分区、动态分区)

    1.1.1 单一连续分配

    1.1.2 固定分区分配

    1.1.3 动态分区分配

    1.2 非连续分配管理方式(基本分页、基本分段、段页式)

    1.2.1 基本分页存储管理方式(页的概念、页表/快表/、两级页表)

    1.2.2 基本分段存储管理方式

    1.2.3 段页式管理方式

    2.虚拟内存管理

    2.1 虚拟内存概念

    2.2 实现方法之一:请求分页管理方式

     2.3 页面置换算法

    2.4 页面分配策略(驻留集)

    2.4.1 调入页面的时机


    0.存储器结构 & 进程运行的基本原理

    0.1 程序的链接(静态、装入时动态链接、运行时动态链接)

    这里看一下书上的概念

    0.2 程序的装入(绝对装入,可重定位装入,动态运行时装入)

    两个细节:逻辑地址&物理地址、内存保护

    0.3 内存扩充:覆盖、交换

    1.内存管理

    1.1 连续分配(单一连续、固定分区、动态分区)

    1.1.1 单一连续分配

    • 优点:实现简单;无外部碎片;不一定需要内存保护
    • 缺点:只能用于单用户、单任务OS;有内部碎片;存储器利用率低

    1.1.2 固定分区分配

    • 优点:实现简单;无外部碎片
    • 缺点:较大用户程序需要覆盖,降低性能;内部碎片,利用率低

    1.1.3 动态分区分配

    • 记录内存使用情况:

    • 如何选择分区给新进程
      • 首次适应:从低地址查找合适空间
      • 最佳适应:优先使用最小空闲空间
      • 最坏适应:优先使用最大连续空间
      • 临近适应:从上次查找处向后查找

    • 回收已使用的分区

    1.2 非连续分配管理方式(基本分页、基本分段、段页式)

    1.2.1 基本分页存储管理方式(页的概念、页表/快表/、两级页表)

    • 页/页面、页框、块
    • 页表
    • 基本地址变换机构
      • 物理地址=(页号->块号)+偏移量
      • 页号P = 逻辑地址A / 页面大小L
      • 偏移量W = 逻辑地址A % 页面大小L
      • P = A >>12 ;W = A & 4095 (根据机器差异而不同)

    • 基本地址变换机构
      • 页式管理中地址空间是一维的
      • 每次访问内存都需要地址转换,必须足够快
      • 页表不能太大,会降低内存利用率

    • 具有快表的地址变换结构
      • 直接将页号与快表页号比较
      • 匹配成功,取块号+偏移量形成地址
      • 匹配失败,访问主存页表,并同步到快表(局部性原理)

    • 两级页表
      • 页表连续存放,占用大量连续空间
      • 一段时间内只需要访问部分特定页面
      • 页表项分组/分页离散存储
      • 建页目录表管理离散页表

     

    1.2.2 基本分段存储管理方式

    分段、段表、地址变换机构、段共享与保护

    分页与分段方式对比:

    • 页->物理单位
    • 段->逻辑单位
    • 分页->一维地址空间
    • 分段->二维地址空间
    • 分段更容易信息共享和保护

    1.2.3 段页式管理方式

    • 段页式管理方式
      • 先分段、再分页
      • 1个进程->1个段表
      • 1个段表项->1个页表
      • 1个页表->多个物理块

    2.虚拟内存管理

    2.1 虚拟内存概念

    具有请求调入和置换功能,从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统

    • 局部性原理
      • 时间
      • 空间
    • 虚拟内存特征
      • 多次性
      • 对换性
      • 虚拟性

    2.2 实现方法之一:请求分页管理方式

    • 页表机制
      • 状态位P:当前页是否已经调入内存
      • 访问字段A:记录一段时间内该页被访问次数
      • 修改位M:是否被修改过
      • 外存地址
    • 缺页中断机构
      • 内终端(CPU内部:陷入、故障、终止)
      • 外中断(CPU外部:I/O、人工干预)
    • 地址变换机构

     2.3 页面置换算法

    2.4 页面分配策略(驻留集)

    2.4.1 调入页面的时机

    • 预调页策略
      • 一次性调入若干相邻页面
      • 多用于进程首次调入
    • 请求调页策略
      • 运行时发现缺页时调入
      • I/O开销较大

    从何处调页?

     

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/Jason6620/article/details/125865120
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