内存管理

内存管理

功能

• 内存空间的分配和回收
• 地址转换
• 内存空间的扩充
• 存储保护

  用户源程序变为内存中的执行程序的步骤

1. 编译
2. 链接
   1. 静态链接
   2. 装入时动态链接
   3. 运行时动态链接
3. 装入
   1. 绝对装入
   2. 可重定位装入
   3. 动态运行时装入

内存保护

内存分配前，需要保护操作系统不受用户进程的影响，同时保护用户进程不受其他用户进程的影响

1. 在CPU设置一对上下限寄存器，存放用户作业主存的上下限
2. 采用重定位寄存器(基址寄存器)和界地址寄存器(限长寄存器)来实现。冲顶文寄存器含最小的物理地址值，界地址寄存器含逻辑地址的最大值
   

扩充内存的方法

1. 覆盖
   • 目的：在较小的可用内存中运行较大的程序
     用于同一进程或程序中的
2. 交换
   • 目的：增加并发运行的程序数目，并给用户提供适当的响应时间
     作用在不同进程之间的

内存的分配方式

连续分配管理方式

1. 单一连续分配
   有内部碎片
2. 固定分区分配
   有内部碎片
3. 动态分区分配
   通过紧凑来解决外部碎片，没有内部碎片
   算法：
   1. 首次适应。找第一个满足要求的分区
   2. 最佳适应。按容量递增，找第一个满足要求的分区
   3. 最坏适应。找满足要求的最大分区
   4. 邻近适应。从上次查找的位置开始找第一个满足要求的分区

非连续分配管理方式

基本分页存储管理方式(页式存储管理)

1. 基本地址变换机构
   借助页表实现(实质上是页号地址转化为块号地址)
   
   存在问题：
   1. 地址转换必须足够快，否则访存速度会降低
   2. 页变不能太大，否则内存利用率回降低
2. 具有快表的地址变换机构
   
   快表相当于页表的一个缓存，拿到页号之后，先查找快表
3. 两级页表

   基本分段存储管理方式

4. 基本分段地址变换机构(实质上通过基址和偏移量寻找物理地址)
   
5. 段页式内存管理方式
   
   1. 通过段表查到页表的其实地址和长度，然后通过页表找到页帧号，最后形成物理地址