软考笔记之存储管理

Posted 2020-08-13 朴树的扑

软考随堂笔记

考点1 实存管理

考点2 虚存管理

程序的装入(重定位)(将逻辑地址转换成物理地址)

静态重定位：静态重定位是在虚空间程序执行之前由装配程序完成地址影射工作。

动态重定位：动态重定位是在程序执行过程中，在CPU访问内存之前，将要访问的程序或数据地址转换为内存地址。

实存管理

存储管理的任务是存储空间的分配与回收。在现代操作系统中通常有单一连续分配(静态)、固定分区分配(静态)、可变分区分配(动态)三种分配方式：

单一连续分配(静态)：不分区，所有用户空间给某个进程或作业。同一时间只能执行一个作业

固定分区分配(静态)：分成大小不等的区域，区域分完后固定不变。不动态，万一有一个占用内存比所有分区都大的作业，那么即使各区域都空闲也无法执行。

可变分区分配(动态)：分成大小不等的区域，根据用户要求动态分配。动态，当作业结束后，内存被释放，释放的内存合并成一个。

可变分区分配有四种分配算法：

最佳适应法：选择等于或最接近作业需求的内存自由区进行分配。减少碎片，同时也可能带来更多小得无法再用的碎片。

首次适应法：从主存低地址开始(最上面)，寻找第一个可用(大于等于作业需求的内存)的自由区。快速分配，缩短查找时间。

最差适应法：选择整个主存中最大的内存自由区

循环首次适应算法：是首次适应法的一个变种，也就是不再是每次都从头开始匹配，而是连续向下匹配。

虚存管理(将程序分成几部分，依次装入主存)

页式存储组织：

优点：利用率高，产生的内存碎片小，内存间分配及管理简单。

缺点：要有相应的硬件支持，增加了系统开销：请求调页的算法如选择不当，有可能产生抖动现象。

在逻辑地址转物理地址中，页帧号即为物理块号

段式存储组织：

优点：便于多道程序共享内存，便于对存储器的保护，各程序段修改互不影响。

缺点：内存利用率低，内存碎片浪费大。

段页式存储组织：

优点：空间浪费小，存储共享容易，存储保护容易，能动态连接。

缺点：由于管理软件的增加，复杂性和开销也随之增加，需要的硬件以及占用的内容也有所增加，使得执行速度大大下降。

逻辑地址（段号s+页号p+页内地址d）------>物理地址(((x)+s)+p)*2^n+d

X表示基号，n表示除页内地址以外的位数

在基表中通过基号找到段表起始地址，与段号相加得到得到页表起始地址，再与页号相加得到页表中对应的模块号，再与页内地址相加得到物理地址

页面置换算法

最优(Optimal,OPT)算法(缺页相对最少)

先进先出(FIFO)算法

最近最少使用(LRU)算法

程序局部性原理

时间局部性：如果程序中的某条指令一旦执行，则不久的将来该指令可能再次被执行;如果某个存储单元被访问，则在不久的将来该存储单元可能再次被访问。产生时间局限性的典型原因是在程序中存在着大量的循环操作。

空间局部性：一旦程序访问了某个存储单元，则不久的将来，其附近的存储单元也最优可能被访问。即程序在一段时间内所访问的地址可能集中在一定的范围内，其典型原因是程序是顺序执行的。