存储器管理详解：段式存储、分页分段与虚拟存储

"补充习题-第四章 存储器管理" 在计算机系统中，存储器管理是操作系统的重要组成部分，它涉及到如何有效地管理和利用有限的内存资源。本章主要介绍了存储器的层次结构、程序的装入和链接，以及各种存储管理方式，包括连续分配、分页存储、分段存储和虚拟存储器。 存储器的层次结构通常由寄存器、主存储器（内存）和辅助存储器（如硬盘）构成，形成了多级存储体系。寄存器和高速缓存（如L1、L2缓存）位于顶部，提供最快但容量最小的存储空间。主存储器位于中间，其访问速度次于寄存器，但容量较大。而辅助存储器容量最大，但访问速度最慢。高速缓存用于缓存主存中频繁访问的数据，以提高性能；磁盘缓存则用于临时存储磁盘上的数据，以加速磁盘I/O操作。 程序的装入和链接过程包括编译、链接和装入三个阶段。编译将源代码转换为目标模块，链接将这些模块与所需的库函数结合成一个单一的装入模块。装入模块进入内存的方式有三种：绝对装入、可重定位装入和运行时装入。绝对装入方式下，程序在编译时就确定了内存中的位置；可重定位装入允许程序在运行时根据实际内存情况调整地址；运行时装入方式则在程序运行时才决定内存位置。 在存储管理中，连续分配方式是最基础的一种，它将内存分配给进程时，一次性分配一个连续的区域。这种方式简单但可能导致内存碎片。分页存储管理通过将内存划分为固定大小的页，而进程的地址空间也划分为页，实现了离散分配，减少了内存碎片。分段存储管理则是按照程序的逻辑结构，将程序划分为多个段，每个段有自己的地址空间，提供了更好的逻辑地址对应性。虚拟存储器则是一种在物理内存有限的情况下，通过使用辅助存储器作为扩展内存的技术，使得进程可以访问超出物理内存大小的地址空间，实现了"虚存"的概念。 请求分页存储管理方式是虚拟存储器的一种实现，它只将当前需要的部分页面调入内存，其余部分保留在磁盘上，当需要时再调入。页面置换算法是决定何时将内存中的页面替换到磁盘的关键，常见的算法有FIFO、LRU、LFU等。请求分段存储管理方式类似，也是按需加载和替换段。 存储器管理是操作系统中至关重要的环节，它涉及到从硬件层面的高速缓存优化到软件层面的虚拟存储策略，这些技术共同确保了系统高效、灵活地运行用户程序。补充习题中提到的逻辑地址转换问题，实际上是在考察分段式存储管理下的地址映射，根据段表中的信息，可以将逻辑地址转换为主存地址，从而完成访问。