多道程序存储管理：内存分配与回收、重定位、保护

"静态存储分配：在程序装入时就一次性完成分配，且在程序运行期间不改变其分配的内存空间。这种分配方式适用于程序大小已知且在运行过程中不会改变的情况。 （2）动态存储分配：程序运行时根据需要动态地分配和回收内存。这种方式更加灵活，可以应对程序运行过程中内存需求变化的情况。 11 5.1.1内存的分配与回收 内存分配策略通常包括首次适应算法、最佳适应算法和最差适应算法等。这些算法的目标是在有限的内存资源中找到最适合当前需求的空闲区。 - 首次适应算法：从内存空闲区列表的第一个空闲区开始，选择第一个满足要求的空闲区进行分配。 - 最佳适应算法：遍历所有空闲区，选择最小但能满足要求的空闲区，以尽量保留大块的空闲内存。 - 最差适应算法：与最佳适应相反，选择最大的空闲区进行分配，目的是避免产生过多的小碎片。 12 5.2实存管理 实存管理是指操作系统对主存储器的实际操作和控制，确保程序在物理内存中正确运行。它涉及到的主要任务有地址映射、内存保护和内存扩充。 13 5.2.1地址重定位 地址重定位是将程序中的逻辑地址转换为实际的物理地址的过程。这通常通过硬件的地址变换机构来实现，比如基址寄存器和界限寄存器、页表机制或段表机制。地址重定位使得程序可以在内存的任意位置加载并正确执行。 14 5.3虚存管理 虚存管理是一种逻辑内存管理技术，它将主存与磁盘上的虚拟内存相结合，形成一个大的逻辑地址空间。通过页面替换算法，如最近最少使用（LRU）、最不常用（LFU）等，将非当前使用的页面交换到磁盘，以腾出主存空间供其他进程使用。 15 5.3.1联想存储器 联想存储器，也称为快表，是用于加速地址转换的高速缓存。它存储了部分页表项，使得地址转换可以更快地完成。当CPU试图访问一个内存地址时，会首先在联想存储器中查找，如果找到则直接返回物理地址，否则再通过完整的页表进行查找。 16 5.4碎片与抖动问题 碎片是内存管理中常见的问题，分为内部碎片和外部碎片。内部碎片是分配给某个进程的内存空间大于其实际需求，剩余的部分无法被其他进程使用；外部碎片则是空闲的内存片段太小，不足以满足新进程的需求。抖动，又称换页抖动，发生在频繁地交换主存和辅存之间的页面，导致系统性能下降。 17 存储保护 存储保护是为了防止进程之间的相互干扰，确保每个进程只能访问自己被分配的内存区域。这通常通过设置访问权限位、使用硬件陷阱机制和保护键等方式实现。一旦进程试图访问未经授权的内存区域，系统会立即检测到并采取相应的措施。 总结来说，存储管理是操作系统的重要组成部分，负责内存资源的有效分配、地址转换、保护以及碎片管理，旨在优化多道程序环境下的系统性能和用户体验。通过对这些概念的深入理解和应用，我们可以更好地设计和实施内存管理策略，提高计算机系统的整体效率。"