操作系统内存管理：分页策略与虚拟内存

本摘要涵盖了操作系统中关于内存管理的重要知识点，特别是针对考研复习的内容。主要涉及以下几个核心领域： 1. **调页策略**： - **预调页策略**：系统在进程启动前预先将部分页面调入内存，以减少后续运行时的缺页率。 - **请求调页策略**：进程运行时，当需要的页面不在内存中时，才发起调页请求。 2. **页面置换算法**： - **最佳置换算法(OPT)**：理论上的最优算法，选择未来最远不会被使用的页面进行替换。 - **先进先出置换算法(FIFO)**：最简单的算法，替换最早进入内存的页面。 - **最近最少使用置换算法(LRU)**：实际应用中最常用的算法，替换最近最久未使用的页面。 - **时钟置换算法(CLOCK)**：LRU的一种近似实现，通过一个标志位判断页面的使用情况。 3. **页面分配策略**： - **最佳适应**：选择最小的空闲分区分配给进程，以减少碎片。 - **最差适应**：选择最大的空闲分区分配，避免小的空闲分区过多。 4. **内存管理基础**： - **内存的层次结构**：包括CPU寄存器、高速缓存、主存、磁盘缓存、磁盘等，形成了多级存储体系。 - **程序的装入和链接**：分为绝对装入、可重定位装入（静态和动态）以及运行时动态链接。 - **连续分配方式**：单一连续分配、固定分区分配（大小相等或不等）、动态分区分配（首次适应、循环首次适应等算法）。 5. **虚拟内存**： - **基本概念**：提供比实际物理内存更大的逻辑地址空间，通过页面调入调出来实现。 - **请求分页管理**：允许进程只加载部分页面到内存，缺页时再调入。 - **请求分段管理**和**请求段页式管理**：结合了分段和分页的优点，支持模块化编程，同时实现动态加载。 6. **其他概念**： - **工作集**：一段时间内进程使用的内存页面集合，用于评估和防止抖动现象。 - **程序局部性原理**：程序倾向于在短时间内重复访问同一块内存区域。 这些知识点是操作系统内存管理的核心，理解和掌握它们对于考研备考至关重要。考生需要深入理解每种策略和算法的工作原理，并能分析其优缺点，以及在不同场景下的适用性。此外，对内存保护、内存碎片等问题的理解也是必不可少的。