操作系统中的存储管理与地址变换

"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。