存储器管理知识点总结

操作系统第三章存储器管理知识点总结，归纳了存储器的层次结构、程序的装入和链接、分页存储管理方式相关内容，知识全面详细，干货满满，赶紧收藏！

存储器管理

• 存储器的层次结构
  • 多层结构的存储器系统
    • 多层结构存储层次
      • CPU 寄存器
      • 主存
      • 辅存
    • 可执行寄存器
      • 寄存器和主存的总称
      • 访问速度快，进程可以在很少的时钟周期内用一条load 或 store 指令完成存取
  • 主存储器与寄存器
    • 主存储器
      • 内存或主存，保存进程运行时的程序和数据。
      • 处理机从主存中读取数据装入到数据寄存器中，反之，将寄存器的数据保存到主存中。
    • 寄存器
      • 与处理机有相同的速度，访问速度最快，价格昂贵
  • 高速缓存和磁盘缓存
    • 高速缓存
      • 介于寄存器和存储器之间，减少处理机对存储器的访问次数
      • 利用局部性原理
    • 磁盘缓存
      • 主存的存储器担当，减少磁盘访问次数
• 程序的装入和链接
  • 程序运行的几个步骤
    • 编译
      • 源程序 → 目标模块（ Object modules ） --------Compiler
    • 链接
      • 一组目标模块 → 装入模块 （ Load Module ） ----------Linker
    • 装入
      • 装入模块 → 内存 --------Loader
  • 程序的装入
    • 绝对装入方式
      • 用绝对地址编程
    • 可重定位装入方式
      • 基址+偏移量
      • 基址（相对地址）被放在PCB
      • 偏移量（重定位）放在重定位寄存器
      • 
    • 动态运行时装入方式
  • 程序的链接
    • 链接的分类
      • 静态链接：程序运行前
      • 装入时动态链接：将用户源程序编译后，在装入内存时， 边装入边链接
      • 运行时动态链接：对某些目标模块的链接，是在程序执行中需要该模块时，才对 它进行的链接
• 连续分配存储管理方式
  • 单一连续分配
    • 内存分为两个区
      • 系统区 ：仅供操作系统使用，通常设置在内存的低段；
      • 用户区 ：指除系统区以外的全部内存空间，提供给用户使用。
  • 固定分区分配
    • 划分分区的方法
      • 分区大小相等
        • 只适合于多个相同程序的并发执行（处理多个类型相同的对象
      • 分区大小不等
        • 分区大小不等：多个小分区 、适量的中等分区 、少量的大分区 。 根据程 序的大小，分配当前空闲的、适当大小的分区
    • 优点
      • 无外碎片、易实现、开销小
    • 缺点
      • 存在内碎片，造成浪费
      • 分区总数固定，限制了并发执行的程序数目
      • 通用Os很少采用，部分控制
    • 可以和覆盖 、交换技术配合使用
    • 采用的数据结构 ：分区表 —— 记录分区的大小和使用情况
  • 动态分区分配
    • 优点
      • 没有内碎片
    • 缺点
      • 外碎片（占用分区之前难以利用的空闲分区）
    • 动态分区分配中的数据结构
      • 空闲分区表
      • 空闲分区链
    • 分区分配操作
      • 分配内存
      • 回收内存
    • 分区分配算法
  • 基于顺序搜索的动态分区算法
    • 首次适 应 算法 FF (first fit)
      • 由低到高
    • 循环 首次适 应 算法 NF (next fit)
      • 是 从上 次 找 到的空 闲区 的 下 一个空 闲区 开始查找
    • 最佳 适 应 算法 BF (best fit)
      • 从 全部空 闲区 中 找 出能 满足 作 业 要求的、且大小 最 小的空 闲 分 区
    • 最坏 适 应 法 WF (worst fit
  • 基于索引搜索的动态分区匹配算法
    • 快速适应算法
    • 伙伴系统
    • 哈希算法
  • 动态可重定位分区匹配
    • 紧凑
    • 动态重定位
    • 动态重定位分区分配算法
      • 动态 重定位分 区 分配算法 与 动态 分 区 分配算法 基本
      • 增加紧凑
• 对换（Swapping）
  • 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（分段）对换
  • 对换空间的管理
    • 对换空间管理的主要目标
      • 对文件区管理目标：提高文件空间的利用率，因此文件区空间的管理采用离散分散
    • 对换区空闲盘块管理中的数据结构
      • 空闲分区表
      • 空闲分区链
    • 对换空间的分配与回收
  • 对换空间的管理进程的换入与换出
• 分页存储管理方式
  • 分页存储管理的基本方法
    • 页面和物理块
    • 地址结构
    • 页表
  • 地址变换机构
  • 访问内存的有效时间
  • 两级和多级页表
  • 反置页表
    • 地址变换
• 分段存储管理方式
  • 分段管理方式的引入
    • 方便编程
    • 信息共享
    • 子主题
    • 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
    • 分页和分段的主要区别
      • 页是信息的物理单位
      • 页的大小固定且由系统决定
      • 分页的用户程序地址空间是一维的
    • 信息共享
      • 分页系统中对程序和数据的共享
      • 分段系统中程序和数据的共享
    • 段页式存储管理方式