"有效访问内存的时间与存储管理有关,涉及快表(TLB)的命中率和访问时间,以及内存的访问时间。公式为 T=PTLB*(TTLB+TM) + (1-PTLB)*(TTLB + 2TM),其中 PTLB 是快表的命中率,TTLB 是快表的访问时间,TM 是内存的访问时间。此外,内容还涵盖了操作系统的存储管理,包括内存管理和虚拟存储器的概念,如连续分配、分页、分段、地址变换、存储保护和页面置换算法。还提到了程序的装入和链接过程,包括静态链接、装入时动态链接和运行时动态链接。"
在操作系统中,存储管理是至关重要的部分,它确保了多道程序在内存中的高效运行。有效访问内存的时间是衡量系统性能的关键指标,公式 T=PTLB*(TTLB+TM) + (1-PTLB)*(TTLB + 2TM) 描述了这个过程,强调了快表在减少地址转换时间上的作用。快表是一种缓存,用于存储最近使用的页表项,它的高命中率可以显著减少访问内存的时间。当快表未命中(PTLB 不为1)时,需要通过页表查找内存地址,这会导致额外的访问时间和开销。
内存管理的主要任务包括内存的分配和回收,实现地址变换,以及进行存储保护。地址变换是将逻辑地址转换为物理地址的过程,通常通过页表或段表来完成。在现代操作系统中,为了扩大可用内存,引入了虚拟存储器的概念,它允许部分程序和数据暂时存储在外存上,只有在需要时才调入内存,这种机制被称为请求分页或请求分段。
程序的装入和链接是程序执行前的必要步骤。编译后的目标程序可能需要经过链接阶段,将不同模块组合成一个可执行文件。链接可以发生在编译时(静态链接)、装入时(装入时动态链接)或运行时(运行时动态链接),每种方式都有其适用场景和优缺点。
在多线程环境下,操作系统需要管理多个线程的内存分配和调度,这涉及到用户级线程和内核级线程,以及单处理机、超线程和多核处理器的线程管理策略。例如,Windows的任务管理器可以展示这些线程的活动情况。
存储管理是操作系统的核心功能之一,它通过有效的内存分配、地址变换和虚拟存储策略,确保了程序的高效运行,并提供了存储保护以防止数据的非法访问。理解这些概念对于深入学习操作系统和优化系统性能至关重要。