操作系统内存管理详解：固定与动态分区

"计算机操作系统期末重点文档包含了内存管理的重要知识点，包括存放器的特性、虚拟存储技术的作用，以及固定分区管理和动态分区管理的原理和方法。" 在计算机操作系统中，内存管理是核心部分，它确保了多个程序能够有效地共享和使用有限的内存资源。第5章主要讨论了内存管理，特别是针对存储器的划分和分配策略。 存放器是CPU内部的高速存储部件，它们没有地址编号，而是以名字进行标识。存放器可以暂时存储指令、数据和地址，对于提高CPU执行速度至关重要。根据用途，存放器可以分为通用存放器、指令指针存放器、标志存放器和段存放器等类型。其中，通用存放器可以处理各种数据，指令指针存放器用于指示下一条要执行的指令地址，标志存放器记录运算结果的状态，而段存放器则用于管理内存中的不同段。 虚拟存储技术是解决内存容量限制的有效手段。通过虚拟存储，用户程序可以超出实际主存的容量，因为操作系统会将不常用的部分换出到硬盘上的交换区，需要时再换入内存，这样使得大程序也能正常运行。 内存管理的两种主要方法是固定分区管理和动态分区管理。固定分区管理是在系统启动时预先划分好固定大小的内存区域。分区原则有两类：相等大小的分区适用于相同大小的程序，而不等大小的分区则可以根据程序大小灵活分配。固定分区管理的数据结构是分区状态表，用于跟踪内存的使用情况。然而，这种方法容易产生碎片，并且无法有效利用空闲空间。 动态分区管理则是根据进程实际需求来划分内存，分区大小和数量都不固定。这种管理方式的问题在于，作业释放后可能会产生不连续的空闲空间，即碎片。为了分配内存，有多种空闲区查找算法，如最正确匹配、首次匹配和下次匹配等。最正确适应算法试图找到最接近请求大小的空闲区，但可能导致大量小碎片；首次适应算法则从低地址开始分配，保留高地址的大空闲区，但可能导致高地址空间利用率低。 分区管理的优点在于实现了多道程序的内存共享，并且系统设计相对简单。然而，其缺点也明显，如碎片问题和可能的空间浪费。操作系统通过各种策略优化这些问题，以提高内存利用率和系统性能。