操作系统存储器管理详解

"操作系统chapter4存储器管理.ppt" 本资料详细介绍了操作系统的存储器管理，涵盖了存储器的层次结构、程序的装入和链接、多种存储分配方式以及虚拟存储器的相关概念。以下是各知识点的详细阐述： **4.1 存储器的层次结构** 存储器通常分为多个层次，如寄存器、高速缓存（Cache）、主存（RAM）和辅助存储器（如硬盘）。这种层次结构旨在通过缓存技术提高访问速度，同时利用不同存储介质的成本优势。 **4.2 程序的装入和链接** 程序装入是将编译或汇编后的目标模块加载到内存的过程。链接则是将多个目标模块组合成一个可执行程序，解决函数调用和资源共享的问题。 **4.1.1 程序的装入** 1. **绝对装入方式**：程序中的地址是绝对的，直接对应内存地址，但不灵活，修改程序可能需要大量调整。 2. **可重定位装入方式**：允许程序在内存中的任意位置装入，通过地址转换解决地址冲突。 3. **动态运行时装入方式**：在程序运行时进行地址转换，增加了灵活性，但需要额外的硬件支持。 **4.1.2 程序的链接** 1. **静态链接方式**：在编译阶段完成，解决所有外部引用，形成单一的可执行文件。 2. **装入时动态链接**：在程序装入内存时进行链接，可以减少内存占用，但增加了运行时的复杂性。 **4.3 连续分配方式** 这是早期的操作系统中常用的内存分配策略，包括单用户单任务系统中的固定分区分配和多用户多任务系统中的动态分区分配。 **4.4 基本分页存储管理方式** 分页是将内存划分为固定大小的页框，程序也划分为同样大小的页。这种方式减少了外零头，提高了内存利用率。 **4.5 基本分段存储管理方式** 分段是根据程序逻辑结构划分，每个段代表一个独立的逻辑单元，有利于程序的组织和共享。 **4.6 虚拟存储器的基本概念** 虚拟存储器是一种逻辑上扩展内存的技术，通过页表映射和页面替换，使得程序可以访问比实际物理内存更大的地址空间。 **4.7 请求分页存储管理方式** 引入了请求调页机制，当需要的页面不在内存时，由操作系统负责从磁盘调入。 **4.8 页面置换算法** 包括LRU（最近最少使用）、FIFO（先进先出）、LFU（最不经常使用）等算法，用于决定何时和哪个页面换出到磁盘。 **4.9 请求分段存储管理方式** 类似于分页，但单位是段而不是页，增加了地址空间的灵活性，便于实现段的共享和保护。 这些内容构成了操作系统中存储管理的基础，对于理解计算机如何高效地管理和使用内存至关重要。不同的装入和链接方式以及各种存储管理策略，都是为了优化内存使用，提高系统性能，同时提供给用户更灵活、安全的编程环境。