操作系统存储管理：页的共享与保护

"页的共享与保护是操作系统存储管理中的一个重要方面，主要涉及如何保护内存中的数据不被非法访问和修改，以及如何实现不同进程之间的资源共享。页的保护通常通过在页表中设置保护位来实现，比如P115位，它可以定义页的操作权限，如只读、读写或执行等。这样可以防止进程意外或恶意地修改只读数据，确保系统的稳定性和安全性。 存储管理是操作系统的核心功能之一，它包括内存管理和外存管理。内存管理的主要任务是对内存资源进行有效分配和回收，提供地址变换机制，以及实施存储保护，以支持多道程序的并发执行。地址变换是将逻辑地址转换为物理地址的过程，这在虚拟存储器中尤为重要，因为程序可能并不全部在内存中，而是部分在磁盘上，通过地址变换可以使得程序透明地执行。 内存管理方式包括连续分配、分页、分段等。连续分配方式简单但可能导致内存碎片，而分页和分段方式则能更好地适应程序结构，减少碎片。分页存储管理中，每个程序被分割成固定大小的页，通过页表进行管理，而分段存储管理则是按照程序的逻辑结构进行划分，每个段可以有不同的长度。 虚拟存储器是一种“扩充”内存容量的技术，它结合了主存和辅存，使得程序可以超出实际内存大小来运行。请求分页和请求分段存储管理方式引入了虚拟内存的概念，当程序需要的页不在内存时，由操作系统负责从磁盘调入，同时可能会发生页面置换，以腾出空间给新调入的页。页面置换算法有很多种，如FIFO、LRU、最佳替换等，它们决定哪些页应该被换出到外存。 存储保护机制确保了进程间的隔离，防止一个进程破坏另一个进程的数据。在页表中设置的保护位可以控制进程对内存的访问权限，例如，设置为只读的页，任何试图写入的操作都会触发异常，从而保护数据的完整性。 此外，现代操作系统中多线程是常见的特征，有用户级线程和内核级线程之分，以及单处理机、超线程、多核等多种并行执行方式。线程共存于同一应用程序中，可以提高CPU的利用率和程序的响应速度。在Windows和Unix等系统中，线程和进程模型有所不同，但都是为了实现高效的资源调度和并发执行。 操作系统作业中，重点包括内存的分配和回收、地址变换、存储保护等，难点可能涉及虚拟存储器、硬件支持的存储管理机制。程序的装入和链接是执行前的必要步骤，包括编译、链接和装入三个阶段。装入方式有绝对装入、可重定位装入和动态链接，其中动态链接可以在运行时完成，提高了程序的灵活性。" 以上内容详细阐述了操作系统中页的共享与保护、存储管理、内存分配、地址变换、存储保护、虚拟存储器、程序装入和链接等知识点，涵盖了存储管理的多个重要方面。