操作系统存储管理方法及层次结构简介

本文讨论了操作系统中存储器管理的重要性以及其功能和特点。文章指出，虽然主存价格已相当便宜，但主存容量仍然是计算机四大硬件资源中最关键的资源，因此对主存的管理和有效使用仍然是今天操作系统十分重要的内容。不同操作系统之间最明显的区别特征之一往往是所使用的存储管理方法的不同。存储管理功能主要包括存储分配和回收、存储共享、存储保护、存储扩充、地址映射等内容。在存储器的层次结构方面，对于通用计算机而言，存储层次至少应具有三级：最高层为CPU寄存器，中间为主存，最底层是辅存。文章最后提到，较高档的计算机中，还可以根据具体的功能分工细划为寄存器、高速缓存、主存储器、磁盘缓存、固定磁盘、可移动存储器等不同层次。 存储器管理是操作系统中重要的内容之一。尤其是今天主存价格已相当便宜，但容量仍然是计算机重要的硬件资源。因此，对主存的管理和有效使用仍然是今天操作系统中十分重要的内容。许多操作系统之间最明显的区别特征之一往往是所使用的存储管理方法不同。存储管理功能包括存储分配和回收、存储共享、存储保护、存储扩充、地址映射等内容。在存储器的层次结构方面，对于通用计算机而言，存储层次至少应具有三级：最高层为CPU寄存器，中间为主存，最底层是辅存。 存储分配和回收是操作系统中存储管理功能的重要部分。存储分配和回收的对象包括内存和外存，也就是主存和辅存，而且这一过程发生的时刻与进程的创建、撤销、交换、长度变化相关。存储共享的目的是节省内存，并且让不同的进程之间能够相互通讯，在存储共享的内容包括代码和数据。存储保护的主要目的是防止地址越界和操作越权，以保证系统的安全和稳定。在存储扩充方面，操作系统需要将内存和外存结合起来，形成虚拟存储体系，使得存储扩充的速度接近内存，并且容量相当于外存。地址映射则是将逻辑地址映射到物理地址的过程，在硬件上主要通过基址寄存器、限长寄存器和快表来完成地址映射，当无法正常完成地址映射时会产生中断。 另外，存储器的层次结构是操作系统中一个重要的概念，在通用计算机中，存储层次至少应具有三级：最高层为CPU寄存器，中间为主存，最底层为辅存。较高档的计算机中，存储层次还可以进一步细分为寄存器、高速缓存、主存储器、磁盘缓存、固定磁盘和可移动存储器等不同层次。这种分层结构有效地利用了不同存储介质的特点，使得整个存储器层次结构更加灵活和高效。 综上所述，存储器管理是操作系统中十分重要的内容，对于计算机系统的性能和稳定性有着重要的影响。现代操作系统需要合理地管理和利用存储资源，以满足不同应用程序对存储的需求，同时保证系统的安全和稳定。存储器的层次结构有效地利用了不同存储介质的特点，使得整个存储器层次结构更加灵活和高效，为系统的性能提供了有效的支持。因此，存储管理是操作系统中一个重要且复杂的领域，需要在实际应用中不断进行研究和改进。