存储器管理：内存分配与程序装入链接

"内存分配管理-chapter4存储器管理" 在深入探讨内存分配管理之前，首先需要理解存储器的层次结构。存储器分为多个级别，包括寄存器、高速缓存（Cache）、主存储器和外存。这种层次结构的设计旨在平衡速度、容量和成本。寄存器位于最顶层，具有最快的访问速度但容量最小；高速缓存位于主存和CPU之间，用于减少主存访问的延迟；主存储器（内存）是程序运行的主要区域，容量较大但速度次之；而外存如硬盘则提供大量存储空间，但访问速度最慢。操作系统负责协调这些不同层次的存储器，确保数据高效流动。 程序的装入和链接是操作系统管理内存的另一关键环节。程序首先通过编辑和编译生成源文件和目标模块，然后通过链接器将多个目标模块合并成一个可执行文件。在这个过程中，符号地址被解析为物理地址。装入阶段，程序被加载到内存中，并创建进程控制块（PCB），同时进行逻辑地址到物理地址的映射。 在装入方式中，绝对装入是一种早期的方法。在这种方法中，程序在编译时就确定了在内存中的位置，这简化了装入过程，但限制了程序的移动性和适应多道程序设计的能力。因此，后来出现了动态装入和可重定位装入等更灵活的方式，使得程序可以在内存的任何位置运行，增强了系统的灵活性。 内存分配管理是操作系统的核心功能之一，它涉及到如何有效地分配和管理内存资源，以满足多个并发运行的进程需求。固定分区分配是早期的一种方法，它将内存划分为固定大小的区域，每个进程分配一个分区。这种方法简单，但可能导致内存利用率低下和碎片问题。为了解决这些问题，后来发展出了动态分区分配，如首次适应、最佳适应、最差适应等策略，以及紧凑技术来优化内存使用。 此外，虚拟内存技术的引入极大地扩展了可用的地址空间，允许程序使用超过物理内存大小的地址空间。通过页面和段的分页机制，进程可以按需加载和交换内存，实现了内存的动态管理和交换。 内存分配管理是操作系统设计的关键部分，涉及存储器的层次结构、程序装入与链接的逻辑，以及内存资源的有效分配策略。理解这些概念对于深入理解操作系统的运行机制至关重要。