操作系统第四章 存储器管理

操作系统第四版 汤小丹著。计算机操作系统存储器管理核心知识点总结梳理。存储器管理是计算机操作系统的职能之一，主要任务是为多道程序的运行提供良好的环境，方便用户使用存储器，提高存储器的利用率以及能从逻辑上扩充内存。

操作系统第四章 存储管理

• 4.1存储器的层次结构(P129)
  • 多层结构的存储器系统
    • 存储器的多层结构
    • 可执行存储器
      • 寄存器和主存储器
  • 主存储器与寄存器
    • 主存储器
      • 简称内存或主存，是计算机系统中的主要部件，用于保护进程运行时的程序和数据，也称可执行存储器。
    • 寄存器
  • 高速缓存与磁盘缓存
    • 高速缓存
      • 主要用于备份主存中较常用的数据，以减少处理机对主存储器的访问次数，这样可大幅度的提高程序执行速度。
    • 磁盘缓存
      • 主要用于暂时存放频繁使用的一部分磁盘数据和信息，以减少访问的次数。
• 4.2程序的装入和链接(P132)
  • 步骤
    • (1)编译
    • (2)链接
    • (3)装入
  • 程序的装入
    • 绝对装入方式
    • 可重定位装入方式
    • 动态运行时的装入方式
  • 程序的链接
    • 静态连接方式
      • 将几个目标模块装配成一个装入模块时，解决问题：1、对相对地址进行修改 2、变换外部调用符号
    • 装入式动态链接
      • 优点：1、便于修改和更新 2、便于实现对目标模块的共享
    • 运行时动态链接
• 4.3连续分配存储管理方式(P135)
  • 单一连接分配
  • 固定分区分配
    • 划分分区的方法
      • 分区大小相等
      • 分区大小不等
    • 内存分配
      • 将分区按大小排队，并建立一张分区说明表，其表项包括每个分区的起始地址、大小、状态。
  • 动态分区分配
    • 动态分区分配中的数据结构
      • 常用的数据结构有以下形式：1、空闲分区表 2、空闲分区链
    • 动态分区分配算法
    • 分区分配操作(P138)
      • 分配内存
      • 回收内存
  • 基于顺序搜索的动态分区分配算法
    • 首次适应算法
      • FF算法要求空闲分区链以地址递增的次序链接。在分配内存时，从链首开始顺序查找，直至找到一个大小能满足要求的空闲分区为止。
    • 循环首次适应算法
      • 从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找，直至找到一个能满足要求的空闲分区。
    • 最佳适应算法
      • 总是把能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业。
    • 最坏适应算法
      • 与最佳适应算法相反。
  • 基于索引搜索的动态分区分配算法
    • 快速适应算法
      • 搜索可分配的空闲分区时：第一步，根据进程的长度从索引表中去寻找到能容纳它的最小空闲分区链表；第二步，从链表中取下第一块进行即可。
      • 缺点：为了有效合并分区，在分区归还主存时的算法复杂。系统开销大。
    • 伙伴系统
      • 在最坏情况下，可能需要对2的K次方幂的空闲分区进行k次分割才能得到所需分区。
    • 哈希算法
  • 动态可重定位分区分配
    • 紧凑
    • 动态重定位
      • 作业装入内存后的所有地址仍然都是相对(逻辑)地址。
    • 动态重定位分区分配算法
• 4.6分段存储管理方式（P155）
  • 分段存储管理方式的引入
    • 方便编程
    • 信息共享
    • 信息保护
    • 动态增长
    • 动态链接
  • 分段系统的基本原理
    • 分段
    • 段表
    • 地址变换机构
    • 分页和分段的区别
  • 信息共享
    • 分页系统中对程序和数据的共享
    • 分段系统中对程序和数据的共享
  • 段页式存储管理方式
    • 基本原理
    • 地址变换过程
• 4.5分页存储管理方式
  • 离散分配分三种
    • 1、分页存储管理方式
    • 2、分段存储管理方式
    • 3、段页式存储管理方式
  • 分页存储管理的基本方法
    • 页面和物理块
    • 地址结构
    • 页表
  • 地址变换方法
    • 基本的地址变换结构
    • 具有快表的地址变换机构
  • 访问内存的有效时间
  • 两级和多级页表
    • 两级页表
    • 多级页表
  • 反置页表(Inverted Page Table)
    • 反置页表的引入
    • 地址变换
• 4.4对换（Swapping）(P145)
  • 多道程序环境下的对换技术
    • 对换的引入
    • 对换的类型
      • 整体对换
      • 页面对换
  • 对换空间的管理
    • 对换空间管理的主要目标
    • 对换区空闲盘块管理中的数据结构
    • 对换空间的分配与回收
  • 进程的换出与换入
    • 进程的换出
    • 进程的换入