操作系统存储管理详解：内存分配与虚拟存储

"存储器管理是计算机操作系统中的关键部分，主要涉及内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充等核心功能。课程由蒲晓蓉教授讲解，旨在帮助学生理解计算机系统的运作和软件开发。学习过程中，强调概念理解、原理分析和理论与实践的结合。" 在计算机操作系统中，存储器管理扮演着至关重要的角色。首先，内存分配分为静态分配和动态分配，以及连续分配和非连续分配。静态分配通常在程序编译时完成，而动态分配则在程序运行时进行，根据需要分配或释放内存。连续分配方法将内存空间看作一个连续的整体，如单用户系统中的主存分配；非连续分配则允许程序在内存中分散存放，如分段或分页机制。 内存保护是为了确保系统内存空间和用户内存空间的安全，防止一个程序错误地访问或修改其他程序或系统的内存区域。这通过设置内存保护位或者使用权限寄存器来实现，以限制程序对内存的访问权限。 地址映射是将程序中的逻辑地址转换成实际内存中的物理地址，这是为了使程序能够独立于具体的内存布局运行。常见的地址映射技术包括分页和分段，它们可以解决内存碎片问题并提供更好的内存保护。 内存扩充是指采用虚拟存储技术来解决物理内存有限的问题。虚拟存储器通过将硬盘空间作为扩展内存使用，使得程序可以超过实际内存大小。它基于页面替换算法，当物理内存不足时，将不常使用的页面换出到硬盘，将常用页面换入内存，从而实现"内存"的扩充。 操作系统的学习不仅仅是理论知识，还需要通过实际问题来驱动学习，将理论与实际操作相结合。在蒲晓蓉教授的课程中，学生将深入探讨这些概念，包括进程管理、外部设备管理和文件管理等，以全面理解操作系统的工作原理。课程推荐了《Operating System Internals and Design Principles》和《Applied Operating System Concepts》等参考书籍，以帮助深化学习。 总结来说，存储器管理是操作系统中确保程序高效、安全运行的重要组成部分，涉及内存分配策略、内存保护机制、地址映射技术和虚拟存储技术的运用。通过学习这些知识，不仅可以理解计算机系统的核心运作，还能提升软件开发的能力。