存储器管理：多层次结构与程序装入链接

"分配过程-多次分割-chapter4存储器管理" 在存储器管理中，"分配过程-多次分割"是一种内存分配策略，主要用于操作系统管理内存分区。当一个进程请求大小为n的空间时，该策略首先确定合适的分区大小。具体方法是找到最小的2的幂次i，使得2i-1小于n且小于等于2i。然后，操作系统会在大小为2i的空闲分区链表中寻找合适的分区进行分配。如果找不到，会转向大小为2i+1的链表，如果这个大小的分区存在，就将其一分为二，分配一部分给进程，另一部分挂回2i的链表。如果2i+1的分区不存在，系统会查找2i+2的分区，同样进行一分为二的操作，一次分配给进程2i+1的空间，挂回2i+1的链表，再次将分配的2i+1空间一分为二，其中一部分挂回到2i链表。这个策略旨在优化内存利用率和分配效率。 在存储器的层次结构中，我们有多个级别的存储设备，从高速到低速、从小容量到大容量，形成了所谓的"存储器的金字塔"。这包括寄存器、高速缓存（Cache）、主存储器和外部存储器。寄存器是CPU内部最快的存储单元，用于临时存储运算数据。高速缓存，如L1、L2和L3缓存，位于CPU附近，用于缓解CPU和主存之间的速度差异。主存，即RAM，容量比寄存器和缓存大，但速度较慢，它保存正在运行的程序和数据。外存，如硬盘，提供大量存储空间，但访问速度最慢。 缓存（Cache）分为高速缓存和磁盘缓存。高速缓存是为了减少CPU等待数据的时间，通常由多级组成，如L1、L2和L3，速度依次降低，容量增加。磁盘缓存则利用内存的一部分作为硬盘数据的临时存储，提高磁盘I/O性能。操作系统负责协调这些不同层次存储器的使用，确保数据的高效流动。 程序的装入和链接是程序执行前的关键步骤。编辑阶段生成源代码文件，编译阶段将源代码转换为目标模块，解决模块内的符号地址。链接阶段则将多个目标模块合并成可执行文件，解决模块间的符号地址。装入阶段，操作系统创建进程控制块（PCB），将程序映射到物理内存，完成逻辑地址到物理地址的转换。绝对装入方式是一种早期的装入方法，程序在编译时就确定了在内存中的位置，但这种方法不适合多道程序环境，因为它限制了系统的灵活性。 内存管理和程序执行涉及到内存分配策略、存储器层次结构以及程序的装入和链接过程，这些都是操作系统核心功能的重要组成部分，对于系统性能和程序执行效率有着直接影响。