操作系统存储器管理：从装入链接到虚拟存储

"操作系统课件：Chapter-04存储器管理.ppt" 在计算机科学中，存储器管理是操作系统的核心功能之一，它涉及到程序如何在内存中有效地存储和访问。本课件主要涵盖了存储器管理的多个重要方面，包括程序的装入和链接，以及多种存储分配策略。 首先，我们讨论程序的装入和链接。装入是将编译后的程序加载到内存的过程，而链接则是将多个目标模块组合成一个可执行文件的过程。课程中提到了三种装入方式： 1. 绝对装入方式：程序按照其在编译时确定的地址直接装入内存，程序中的逻辑地址与物理地址一致，无需进一步的地址转换。 2. 可重定位装入方式：程序装入时，所有逻辑地址都会根据其在内存的实际位置进行调整，即重定位。这种调整一次性完成，且在程序运行期间不再改变。 3. 动态运行时装入方式：在程序运行时才进行地址转换，允许程序在内存的任意位置装入，提供了更大的灵活性。 接下来，课件介绍了几种存储分配方式： 1. 连续分配方式：包括单一连续分配（所有程序都在一个连续区域）、固定分区分配（预先划分固定的内存区域）和动态分区分配（根据程序大小动态创建分区）。 2. 分页存储管理方式：将内存划分为固定大小的页，同时将程序分割为同样大小的页框。这种方式可以有效解决内部碎片问题，但可能产生外部碎片。 3. 分段存储管理方式：以逻辑段为单位分配内存，每个段代表程序的一个逻辑部分，如数据结构或函数。这种方式更适合于多道程序设计，但可能导致外部碎片。 4. 虚拟存储器：通过结合主存和辅存，使得程序可以使用超过实际主存容量的地址空间。虚拟存储器的关键在于页替换算法，例如LRU（最近最少使用）、FIFO（先进先出）等，它们决定了何时将哪些页面从主存交换到辅存。 5. 请求分页和分段存储管理：在虚拟存储器基础上，只有当程序真正需要某部分代码或数据时，才将其调入主存。这样减少了对主存的需求，提高了系统效率。 存储器的分级结构是现代计算机系统中常见的设计，由高速缓存、主存和磁盘等组成，以提供不同速度和容量的存储层次，优化性能和成本。 这节课件详细讲解了存储器管理的多个关键概念，对于理解操作系统如何管理和优化内存资源具有重要意义。学习这些知识有助于我们更好地设计和分析高效的计算机系统。