内存管理和虚拟内存
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了内存管理和虚拟内存相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
文章目录
- 3.1.1内存的基础知识
- 3.1.2 内存管理的概念（功能）
- 3.1.3内存空间扩充的方式：覆盖与交换【虚拟存储技术后面将】
- 内存空间的分配与回收的方式（3.1.4---3.1.11）
- 3.2.1虚拟内存的概念
- 3.2.2请求分页管理方式
- 3.2.3页面置换算法
3.1.1内存的基础知识
内存概念、作用
-
概念
-
作用
软件一般存放在外存或辅存里，像电脑的软件一般存储在硬盘里，但是硬盘是一种慢速设备，而CPU是一种超快速设备，如果CPU要处理的数据直接从外存中存取得话，显然CPU会有大量的时间在等待外存的存取操作完成，显然对CPU是浪费的。
所以就引入了内存，它是一种更快速的存取数据的硬件，我们把需要运行的程序，数据先放入内存中，然后CPU从内存中存取数据，这样就可以缓和CPU和外存之间存取速度的矛盾了。
内存地址
从写程序到程序运行
装入【略，详见15min7s】
- 装入解决的问题：从逻辑地址到绝对地址的转换
链接
静态链接
装入时动态链接
运行时动态链接
总结
3.1.2 内存管理的概念（功能）
总结
3.1.3内存空间扩充的方式：覆盖与交换【虚拟存储技术后面将】
覆盖技术
交换技术
总结
内存空间的分配与回收的方式（3.1.4—3.1.11）
连续分配管理方式（3.1.4—3.1.5）
3.1.4连续分配管理方式
单一连续分配方式
固定分区分配
动态分区分配
在进行内存分区回收的时候，回收之后发现有些内存空间是相邻的，需要把这些相邻的空间进行合并。
【具体见视频】
内部碎片 & 外部碎片
总结
3.1.5动态分区分配算法【略】
非连续分配方式（离散分配方式）（3.1.6-3.1.11）
基本分页存储管理（3.1.6—3.1.9）
3.1.6 基本分页存储管理的基本概念
- 分页存储中逻辑地址到物理地址的计算【略】
总结
3.1.7 基地址变换机构【略，详见视频】
3.1.8 具有快表的地址变换机构
快表
总结
3.1.9两级页表
单级页表中存在的问题，如何解决
问题一
- 需在内存中连续分配页框，是因为页号是连续排列的。连续分配，可以在不给页号分配存储空间的情况下，使每一个页表项和页号一一对应。
- 为一个进程分配这么多的内存空间，显然是比较吃力的；并且，连续分配显然丧失了非连续分配方式的优点
问题二
解决问题一：采用两级页表
解决问题二：在页表项中增加一个标志位
两级（多级页表优缺点）
- 优点：
解决了上面两个问题 - 缺点：
页表基数增加，（在没有快表机构的情况下）访问一个逻辑地址的次数也增加，增大了访问时间。
基本分段存储管理
3.1.10 基本分段存储管理
分段
段表
地址变换【略9min33s】
分段、分页管理对比
- 分段比分页更容易实现信息共享和保护的原因：
总
总结
基本段页式存储管理
3.1.11基本段页式管理方式
分页、分段的优缺点分析
分页+分段=段页式管理
段页式管理的逻辑地址结构
段表、页表
- 段页式中的段表：短号、页表长度、页表存放块号。【此时段表对应的是页面，所以第二个字段存的是
页表长度】
基本分段中段表：段号、段长、基址。【此时段表对应的是分段，所以第二个字段存的是段长】 - 段页式中的页表和基本分页中的页表一样。
- 段页式中，一个进程对应一个段表，这个段表对应多个页表（即，一个段表项对应一个页表）
总结
3.2.1虚拟内存的概念
传统存储管理方式的特征、缺点
- 虚拟技术的提出，是基于
局部性原理的。
局部性原理
虚拟内存的定义和特征
如何实现虚拟内存技术
- 虚拟内存的实现，主要增加了
请求调页（请求调段）和页面置换（段置换）两个功能。
总结
3.2.2请求分页管理方式
页表机制
缺页中断机构
- 为了完成请求调页功能，需要系统引入
缺页中断机构。
- 将0号页面写入内存，内存中无空闲块的过程：
地址变换机构【略】
总结
3.2.3页面置换算法
最佳置换算法（OPT：Optimal permutation algorithm）
OPT的
前提是：之后依次访问的页面序列
先进先出置换算法（FIFO）
- 分配三个内存块时，缺页次数：9次。
最近最久未使用置换算法（LRU）
时钟置换算法（CLOCK/NRU）
改进型的时钟置换算法
总结
页面分配策略【略】
以上是关于内存管理和虚拟内存的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
(王道408考研操作系统)第三章内存管理-第二节1：虚拟内存管理基本概念
(王道408考研操作系统)第三章内存管理-第二节1：虚拟内存管理基本概念
操作系统王道考研 p43-44 虚拟内存的基本概念请求分页管理方式