操作系统内存管理：LRU置换算法与页面置换策略

"该资源主要讨论了操作系统中的内存管理和虚拟内存技术，特别是针对LRU页面置换算法的应用。在考研复习中，这部分内容是重点，涵盖了内存管理的基础概念、连续分配和非连续分配管理方式，以及请求分页和分段存储管理方式。" 在计算机操作系统中，内存管理是一个核心部分，它涉及程序如何在内存中组织和访问。第四章详细阐述了内存管理的各种机制，从存储器的层次结构到页面置换算法，涵盖了一系列关键知识点。 1. 存储器的层次结构：计算机通常拥有多个级别的存储，如CPU寄存器、高速缓存、主存和辅助存储，这些层次结构旨在平衡速度和容量需求。 2. 程序的装入和链接：程序装入分为绝对装入、可重定位装入和动态运行时装入，链接则包括静态链接、装入时动态链接和运行时动态链接，它们分别处理程序的定位和合并。 3. 连续分配方式：包括单一连续分配（如操作系统自身）、固定分区分配（产生内部碎片）和动态分区分配（使用不同分配算法，如首次适应、最佳适应等，以减少碎片）。 4. 分页管理方式：这是一种非连续分配技术，将内存划分为固定大小的块（页），程序被分割成同样大小的部分（页）进行存储，请求分页系统允许部分程序在需要时才加载。 5. 页面置换算法：LRU（最近最少使用）算法是一种常用策略，当内存满时，选择最近最少使用的页面替换出去。描述中给出的例子展示了LRU算法如何根据页面走向决定何时替换页面。其他算法如OPT（最佳置换）、FIFO（先进先出）和CLOCK（时钟）也是考试的重点。 6. 请求分段存储管理方式和请求分段页式管理方式：这两种方式结合了分段的逻辑结构和分页的物理管理，使得程序可以根据逻辑结构进行组织，同时利用分页来有效利用内存。 7. 缺页率和页面分配策略：缺页率是衡量页面置换频繁程度的指标，页面分配策略如最佳适应和最差适应影响了系统的性能和碎片。 8. 抖动现象和工作集理论：当频繁地换入换出页面时，可能导致性能下降，这称为抖动。工作集是当前活跃页面的集合，理解程序局部性原理有助于优化内存使用，避免抖动。 这些知识点对于理解和设计操作系统至关重要，特别是在应对考研这样的高级考试时，深入理解和掌握这些概念是必要的。