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【操作系统原理05】存储器管理

article 2026/1/14 19:26:03

大纲

文章目录

  • 大纲
  • 一. 内存基础知识
    • 0.大纲
    • 1.什么是内存
    • 2.进程运行基本原理
      • 2.1 指令工作原理
      • 2.2逻辑地址VS物理地址
      • 2.3 从写程序到程序运行
        • 完整运行
        • 三种链接方式
  • 二.内存管理
    • 0.大纲
    • 1.操作系统进行内存管理
  • 三.覆盖与交换
    • 0.大纲
    • 1.覆盖技术
    • 2.交换技术
  • 四.连续分配管理方式
    • 0.大纲
    • 1.单一连续分配
    • 2.固定分区分配
    • 3.动态分区分配
      • 3.1 如何记录内存使用？
      • 3.2 如何分配空闲分区
      • 3.3 如何回收空闲分区
      • 3.4 内部碎片和外部碎片
  • 五.动态分区分配算法
    • 0.大纲与总结
    • 1.首次适应算法First Fit
    • 2.最佳适应算法Best Fit
    • 3.最坏适应算法Worst Fit
    • 4.邻近适应算法Next Fit
  • 六.基本分页存储管理
    • 0.大纲
    • 1.分页存储
    • 2.页表
      • 2.1 页表项
      • 2.2 如何实现地址的转换
        • 2.2.1 如何确定一个逻辑地址对应的页号，页面偏移量
  • 柒.基本地址变换机构
    • 0.大纲
    • 1.概念
  • 八.具有快表的地址变换机构
    • 0.大纲
  • 九.两级页表
    • 0.大纲
    • 1.单级页表问题
    • 2.原理
    • 3.细节
  • 十.基本分段式存储管理方式
    • 0.大纲
    • 1.分段概念
    • 2.段表概念
    • 3.地址变换
    • 4.对比分页与分段
  • 十一.段页式管理方式
    • 0.大纲
    • 1.分段分页优缺点
    • 2.段页式管理
    • 3.段页、段表
    • 4.地址访问

image-20250412181140310

一. 内存基础知识

0.大纲

image-20250412181607238

1.什么是内存

image-20250412181652930

image-20250412181819607

image-20250412182008901

2.进程运行基本原理

2.1 指令工作原理

image-20250412182253009

2.2逻辑地址VS物理地址

image-20250412182433339

image-20250412182517927

image-20250412182530617

image-20250412182539183

（1）绝对装入

image-20250412182706873

（2）静态重定位/可重定位装入

image-20250412182854333

（3）动态重定位

image-20250412182955390

image-20250412183003456

2.3 从写程序到程序运行

完整运行

image-20250412183201558

三种链接方式

image-20250412183341058

image-20250412183327734

二.内存管理

0.大纲

image-20250412213939559

image-20250412183449883

1.操作系统进行内存管理

image-20250412204550111

image-20250412204614343

  1. 操作系统负责内存空间分配与回收

  2. 操作系统需要负责提供某种技术从逻辑上对内存空间进行扩充（虚拟性）

  3. 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image-20250412204942545

  4. 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

    方法一

    image-20250412205145553

    方法二

    image-20250412205244583

三.覆盖与交换

0.大纲

image-20250412183520271

1.覆盖技术

image-20250412205434108

image-20250412205638289

2.交换技术

进程在内存和磁盘间动态调度

image-20250412205830689

image-20250412205851292

image-20250412210118631

四.连续分配管理方式

0.大纲

image-20250412212609899

1.单一连续分配

image-20250412210958612

2.固定分区分配

image-20250412211150257

image-20250412211258047

3.动态分区分配

image-20250412211507140

3.1 如何记录内存使用？

image-20250412211624393

3.2 如何分配空闲分区

image-20250412211732176

3.3 如何回收空闲分区

image-20250412211948657

image-20250412212005419

image-20250412212017728

image-20250412212032676

image-20250412212100091

3.4 内部碎片和外部碎片

image-20250412212344269

image-20250412212403164

五.动态分区分配算法

0.大纲与总结

image-20250412212637694

image-20250412213731878

1.首次适应算法First Fit

image-20250412212815581

2.最佳适应算法Best Fit

image-20250412213053282

image-20250412213127206

image-20250412213143829

3.最坏适应算法Worst Fit

image-20250412213351980

4.邻近适应算法Next Fit

image-20250412213705999

六.基本分页存储管理

0.大纲

image-20250412215052147

image-20250412183708869

1.分页存储

image-20250412215749444

2.页表

image-20250412220032527

2.1 页表项

image-20250412220459546

.

物理上只存储块号

image-20250412220523348

2.2 如何实现地址的转换

连续型

image-20250412220711978

分页

image-20250412220931162

2.2.1 如何确定一个逻辑地址对应的页号，页面偏移量

image-20250412221117135

image-20250412221234673

image-20250412221300353

image-20250412221440188

image-20250412221511714

image-20250412221552835

柒.基本地址变换机构

0.大纲

image-20250412214103227

1.概念

image-20250413202515474

image-20250413202741632

image-20250413202759112

image-20250413202955148

image-20250413203227219

八.具有快表的地址变换机构

0.大纲

image-20250412214148103

image-20250413204731955

image-20250413204826476

image-20250413205113520

image-20250413205152529

image-20250413205217087

image-20250413205526592

image-20250413205624117

image-20250413205749241

image-20250413205802434

image-20250413205824858

九.两级页表

0.大纲

image-20250412214222759

1.单级页表问题

image-20250413212308735

image-20250413212328484

image-20250413212436874

2.原理

image-20250413212546358

image-20250413212642266

image-20250413212737629

image-20250413212812415

3.细节

image-20250413212934552

单机页表只用查询两次，第一次方寸页目录表，第二次访问目标内存单元

十.基本分段式存储管理方式

0.大纲

image-20250412214316714

1.分段概念

与分页区别：离散分配时所分配的地址空间的基本单位不同

image-20250413234440262

段号的位数决定了每个进程最多可以分为几个段，段内地址位数决定每个段的最大长度为多少

image-20250413234732340

2.段表概念

image-20250413235410721

3.地址变换

image-20250413235451815

具体流程

image-20250413235758334

4.对比分页与分段

image-20250414000115325

image-20250414000242210

这也是段名的好处，吧逻辑功能分开了

image-20250414000421296

比较访存次数

image-20250414000518215

十一.段页式管理方式

0.大纲

image-20250412214424220

1.分段分页优缺点

image-20250414001012921

2.段页式管理

image-20250414001320597

image-20250414001441378

3.段页、段表

image-20250414001729711

4.地址访问

image-20250414001949925

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