离散分配方式：解决连续分配的碎片问题——存储管理深入解析

本章节主要探讨了离散分配方式在操作系统中的引入，特别是针对连续分配方式存在的问题——存储空间碎片化。连续分配方式下，由于进程可能会被分配到不连续的内存区域，导致内存空间分散，形成小块的碎片。为了解决这一问题，章节介绍了两种主要的离散分配方式：分页存储管理和分段存储管理。 首先，分页存储管理是通过将进程的逻辑地址空间划分为固定大小的页（由机器地址结构决定，通常选择在512B到4MB范围内），并在物理内存中分配相应的页框。每个进程都有自己的页表，用于记录页面的映射关系，包括页号到页框号的对应关系。页表的存在可能导致内存空间占用增加，特别是对于大地址空间和大页面，可能需要使用多级页表来解决页表自身的存储需求。 页式存储管理中，逻辑地址由页号和页内位移组成。页内位移是相对较小的部分，而页号则决定了页面在内存中的具体位置。为了提高地址变换速度，减少访问内存的次数，引入了快表作为高速缓存，用于快速查找页表项。然而，随着逻辑地址空间的增长，页表的大小会相应增大，这可能导致内存占用问题，因此离散分配方式在此背景下显得尤为重要。 分段存储管理则是另一种解决方法，它满足用户编程的需要，将进程划分为多个逻辑段，每个段有自己的起始地址和长度。这种方式更灵活，但管理复杂性增加，可能需要维护多个段表。离散分配方式的引入旨在优化内存利用率，降低碎片化，并适应不同规模和复杂度的进程管理需求。 通过学习本章内容，学生可以深入理解操作系统如何通过离散分配方式，如分页和分段，有效地管理内存，确保进程的高效运行，同时关注到地址变换机制和内存优化策略的重要性。