操作系统王道考研 p32-34 内存的基本知识内存管理的概念覆盖与交换

Posted 2022-01-02 karshey

内存的基本知识
内存管理的概念
覆盖与交换

知识总览

内存管理：

• 内存空间的分配与回收
• 内存空间的扩充
• 地址转换
• 存储保护

以下是内存的基础知识

什么是内存？有何作用？

内存是用于存放数据的硬件。程序执行前需要存放到内存中才能被CPU处理。

给内存单元编制：内存地址从0开始，每个地址对应一个存储单元。

按字节编址VS按字编址：

一些数量单位：

进程的运行原理 ——指令

逻辑地址VS物理地址

逻辑地址又称相对地址，物理地址又称绝对地址。

从写程序到程序运行

三种装入方式

用三种不同的方法完成逻辑地址到物理地址的转换。

1. 绝对装入
2. 静态重定位
3. 动态重定位

绝对装入

只适用于单道程序环境。
编译时产生绝对地址的目标代码。

静态重定位

装入的时候修改地址。
特点：在一个作业装入时，必须分配其要求的全部内存空间。（之后就可以把所有的绝对地址改完）
在运行期间不能移动，也不能再申请内存空间。（不然又要修改地址了）

动态重定位

要运行时再地址转换。
需要重定位寄存器。
允许程序在内存内发生移动。

链接的三种方式

以下是内存管理的概念

地址转换

内存保护

有两种方法。
方法1：在CPU中设置一对上、下限寄存器，存放进程的上下限地址。

方法2：用重定位寄存器（基址寄存器）和界地址寄存器（限长寄存器）进行越界检查。
前者存基址（进程的起始物理地址），后者存进程的最大逻辑地址。

以下是内存空间的扩充的方法：覆盖与交换

虚拟存储技术不在这里详细讲。

覆盖技术

覆盖技术，用来解决“程序大小超过物理内存总和”的问题。（简而言之，物理内存不够用的问题）
覆盖技术的思想：将程序分为多个段（多个模块），常用的段常驻内存，不常用的需要时调入内存。
内存分为一个“固定区”和若干个“覆盖区”。
常驻内存的段放在固定区，调入后不再调出（除非运行结束）。
不常用的放在覆盖区，需要时调入，不需要时调出。

一个例子：
让不可能同时被访问的程序段共享同一个覆盖区。
由程序员声明覆盖结构。
缺点：对用户不透明，增加用户编程负担。

交换技术

思想：内存空间紧张时，系统将内存中某些进程暂时换出外存，把外存中某些已具备运行条件的进程换入内存。（进程在内存与磁盘间动态调度）
暂时换出外存等待的进程状态为挂起态。

磁盘空间分为：文件区，对换区。
文件区放文件。对换区放被换出的进程数据。
对换区的I/O速度比文件区的快。

覆盖是在同一个进程或程序中的，交换是在不同进程（或作业）之间的。

总结