存储器管理与地址映射

"存储器管理是操作系统中的关键部分，它涉及内存的分配、回收、利用率提升、地址映射、内存容量逻辑扩充以及存储保护等核心功能。本章内容主要介绍了存储管理的基本概念和方法，包括直接指定方式和不同类型的存储器分配策略。" 在操作系统中，存储器管理的目标是有效地利用有限的内存资源，确保多道程序能够并发运行而不会相互干扰。内存的分配和回收是其基础，操作系统需要跟踪内存的使用情况，以便在适当的时候分配和释放空间。分配内存时，系统需要根据用户需求和内存状态来决定何时以及如何分配，同时避免碎片的产生，以提高内存利用率。 地址映射是存储管理的另一关键环节，它允许用户程序使用逻辑地址，而在实际执行时转换为物理地址。这样做的好处是用户可以使用连续的逻辑地址空间，即使物理内存可能不连续。地址映射机制通常包括页式、段式和段页式等多种方式。 为了使用户感觉内存容量更大，操作系统会采用逻辑扩充技术，如虚拟内存。虚拟内存通过在磁盘上创建一个假想的内存空间，使得程序可以使用超过实际物理内存的地址空间。当程序访问这些超出实际内存的部分时，操作系统会自动进行页面交换，将当前不常用的数据换出到磁盘，腾出内存供其他数据使用。 存储保护机制则确保每个程序只能在其分配的内存区域内运行，防止一个程序误操作其他程序的数据，维持系统的稳定性和安全性。例如，直接指定方式下，程序员或编译器直接使用实际存储地址，但前提是存储器容量是固定的且已知的。 存储器分配有静态和动态两种策略。静态分配在程序装入时一次性分配所需全部内存，一旦分配，作业在整个生命周期内一直占用该空间，如果内存不足，则无法装入。相比之下，动态分配则允许程序在运行过程中根据需要请求和释放内存，提高了内存的灵活性和使用效率，但增加了系统复杂性。 总结来说，存储器管理是操作系统中不可或缺的一部分，其目标是高效、安全地管理内存资源，为多道程序提供可靠的服务。通过理解并掌握这些知识点，可以更好地理解和设计操作系统中的内存管理策略。