操作系统内存管理的方法和连续分配存储管理原则

操作系统的内存管理是指操作系统对计算机内存进行有效管理和分配的功能。它主要包括虚地址、地址变换、存分配和回收、存扩大、存共享和保护等功能。 其中，存管理的第一个要素是虚地址，它是指应用程序在运行时使用的地址，与实际物理内存的地址相对应。虚地址需要通过地址变换来映射到实际物理内存的地址，从而实现进程的访问。 地址变换是存管理的关键，它通过一系列的映射机制将虚地址转换为实际物理地址。常用的地址变换技术包括分段和分页。分段将地址空间划分为若干段，每一段有固定大小，可以非连续地存储程序和数据；分页则将地址空间划分为若干页，每一页有固定大小，可以连续地存储程序和数据。地址变换的核心在于建立映射表，将虚地址映射到实际物理地址。 存分配和回收是内存管理的另一个重要功能。在多道程序环境下，操作系统需要为每个进程分配一定的内存空间，以保证其正常运行。常用的存分配技术包括连续分配、分页分配和段式分配。连续分配是指为一个用户程序分配连续的存储空间，适用于单用户、单任务的操作系统。它可以进一步分为单一连续存储管理和分区式存储管理两种方式。单一连续存储管理将存空间分为系统区和用户区，应用程序装入到用户区，可使用全部空间。分区式存储管理则将存空间划分为若干个固定大小的分区，每个分区只能分配给一个进程使用。 存扩大是指在进程运行时，根据需要动态地增加其内存空间。当进程所占用的内存不足时，操作系统可以动态地为其分配额外的内存空间，使其能够继续运行。常见的存扩大技术包括动态存储分配和交换区。动态存储分配是指根据进程需要，动态地分配内存空间；而交换区则是将进程暂时不常用的内存部分保存到磁盘上，从而释放出内存空间。 存共享是指多个进程共享同一块内存空间的能力。在某些情况下，多个进程可能需要访问和操作同一块内存空间。为了提高资源利用率和降低系统开销，操作系统可以实现存共享的功能。 最后，存保护是指保护进程的内存空间不被其他进程非法访问和修改。在多道程序环境下，不同进程之间可能存在相互干扰的问题。操作系统通过存保护功能，为每个进程设置不同的访问权限，从而保证进程的独立性和安全性。 综上所述，操作系统的内存管理涉及多个方面，包括虚地址、地址变换、存分配和回收、存扩大、存共享和保护等功能。通过对内存的合理管理和分配，操作系统能够优化系统性能，提高资源利用率，保证进程的正常运行。