2024操作系统内存管理知识

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什么是内存管理？总的来说系统内存管理包括物理内存管理和虚拟内存管理。这里给大家分享一些关于操作系统内存管理知识，希望对大家能有所帮助。

物理内存管理概述:

操作系统负责内存空间的分配与回收

内存空间的扩展：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

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

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

内存空间的扩展:

于操作系统内存管理知识，希望对大家能有所帮助。

非连续分配管理方式

连续分配：为用户进程分配的必须是一个连续的内存空间。

非连续分配：为用户进程分配的可以是一些分散的内存空间。

什么是分页存储：

具有快表的地址变换机 构：

引入快表后，地址的变换过程：

① CPU给出逻辑地址，由某个硬件算得页号、页内偏移量，将页号与快表中的所有页号进行比较。

局部性原理:

空间局部性：一旦程序访问了某个存储单元，在不久之后，其附近的 存储单元也很有可能被访问。(因为很多数据在内存中都是连续存放 的)

分段存储管理方式:

分段、分页管理的对比：

页是信息的物理单位。分页的主要目的是为了实现离散分配，提高内存利用率。分页仅仅是系统管 理上的需要，完全是系统行为，对用户是不可见的。

段是信息的逻辑单位。分段的主要目的是更好地满足用户需求。一个段通常包含着一组属于一个逻辑模块的信息。分段对用户是可见的，用户编程时需要显式地给出段名。

页的大小固定且由系统决定。段的长度却不固定，决定于用户编写的程序。

分页的用户进程地址空间是一维的，程序员只需给出一个记忆符即可表示一个地址。

分段的用户进程地址空间是二维的，程序员在标识一个地址时，既要给出段名，也要给出段内地址。

虚拟内存管理

传统存储管理方式的特征、缺点：

一次性：作业必须一次性全部装入内存后才能开始运行。这会造成两个问题：

①作业很大时，不能全 部装入内存，导致大作业无法运行;

②当大量作业要求运行时，由于内存无法容纳所有作业，因此只 有少量作业能运行，导致多道程序并发度下降。

虚拟内存的定义和特征:

基于局部性原理，在程序装入时，可以将程序中很快 会用到的部分装入内存，暂时用不到的部分留在外存， 就可以让程序开始执行。

在程序执行过程中，当所访问的信息不在内存时，由 操作系统负责将所需信息从外存调入内存，然后继续 执行程序。

若内存空间不够，由操作系统负责将内存中暂时用不 到的信息换出到外存。

在操作系统的管理下，在用户看来似乎有一个比实际 内存大得多的内存，这就是虚拟内存

虚拟内存有三个主要特征：

多次性：无需在作业运行时一次性全部装入内存，而是允许被分成多次调入内存。

对换性：在作业运行时无需一直常驻内存，而是允许在作业运行过程中，将作业换 入、换出。

虚拟性：从逻辑上扩充了内存的容量，使用户看到的内存容量，远大于实际的容量。

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