页式存储管理详解

"操作系统课件" 本资源主要涵盖了操作系统中关于存储管理的重要概念和方法，特别是集中在连续分配和离散分配的存储策略上。在讲解存储管理时，它首先介绍了程序的装入和链接过程，这是执行程序前必不可少的步骤，确保代码能够正确地在内存中定位并准备运行。 连续分配存储管理方式是最基础的形式，它将进程的内存需求在物理内存中连续分配，但这种方法可能导致碎片问题，影响存储效率。为了解决这个问题，课件引入了离散分配方式，包括分页、分段和段页式存储管理。 分页存储管理是离散分配的一种，它的核心思想是将进程的逻辑地址空间划分为固定大小的页面，并在内存中分配不连续的物理块来存储这些页面。这种方式有助于减少内存碎片，但也引入了页表的概念，页表是页号到物理块号的映射表，用于地址转换。每个进程都有自己的页表，而空闲块表则帮助系统跟踪内存的分配情况。 在分页系统中，逻辑地址由页号和页内位移组成，通过页表进行地址转换。例如，逻辑地址1500在1024B页面大小下，页号为1，页内位移为476。然而，大的逻辑地址空间可能需要非常大的页表，这将占用大量内存，因此现代系统采用了二级或多级页表来解决这个问题，如SUN SPARC的三级页表和Motorola 68032的四级页表。 分段存储管理则是从用户编程的角度出发，允许用户按照逻辑意义的段来组织程序，每个段可以有不同的长度，增强了程序的模块性和可维护性。段页式存储管理结合了分页和分段的优点，既实现了逻辑地址的分段，又利用了分页来有效地管理物理内存。 快表（也称为高速缓存）是提高地址转换速度的一个关键机制，它是一个小的、快速访问的内存区域，保存了最近访问过的页表项的副本。这样，CPU在访问数据时，可以先查找快表，如果找到，则可以直接读取，减少了对主内存的访问次数，从而提高了系统的性能。 这份课件深入浅出地讲解了操作系统中的存储管理技术，包括其基本原理、优缺点以及实际应用中的解决方案，对于理解操作系统的内存管理和优化至关重要。