内存管理1《第三章》

存储器管理
主要任务：充分利用内存，为并发执行提供存储基础，自动装入用户程序解决程序空间比实际内存大的空间管理问题。
程序装入与链接
（1）创建进程首先将程序和数据装入内存 将用户程序变为可在内存中执行的程序，通常需要经过：编译、链接、装入
静态链接：程序运行之前，先将各模块及他们所需的库函数链接成一个完整的可执行 程序，以后不在拆开。
装入时动态链接：将用户源程序编译后得到一组目标模块，在装入内存时，采用边装入边链 接的链接方式。
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目标模块时,才对他进行链接。
（2）内存的装入模块在装入内存时，同样有以下三种方式
绝对装入：在编译时，如果知道程序将驻留在内存的某个位置，编译程序将产生绝对地址的 目标代码。绝对装入只适用于单道程序。
可重定位装入（静态重定位）：装入时对目标程序中指令和数据的修改称为重定位，地址变 换通常是在装入时一次性完成的。
动态运行时装入（动态重定位）：在程序执行期间，每次访问内存之前进行的重定位。
逻辑地址：由程序产生的与段（与页无关，因为只有段对用户是可见的）相关的偏移地址部分
物理地址：出现在CPU外部地址总线上的寻址物理内存的地址信号，是逻辑地址变换后的最终结果地址，物理地址空间是指内存中的物理单元地址集合。
内存保护：界限寄存器方法（上线接寄存器方法，基址和限长寄存器方法），存储保护键方法
连续分配管理方式
连续分配方式可分为 4 类：
1）单一连续分配（最简单），
2）固定分区分配，
3）动态分区分配（可变分区分配），
4）动态可重定位分区分配。
动态分区分配工作原理:内存不是系统预先划分好的，而是当程序装入时，根据程序的实际 需求和内存空间的使用情况来决定是否分配。若有足够的空间，则按需要分割一部分分区给 该进程；否则令其等待内存空间。
固定分区分配工作原理和特点。
工作原理：预先把可分配的主存储器空间分割成若干个连续区域，称为一个分区。每个分区
的大小可以相同也可以不同,但分区大小固定不变。每个分区装一个且只能装一个程序，而
且系统需要建立一张分区使用表。当分配时找到符合的内存大小并且未分配就进行分配。
特点：内存分配简单，但是内存利用率不高。
基于顺序搜索的动态分区分配算法：
首次适应算法（FF）：从头开始检索，能安排就安排，不能安排向后检索。
循环首次适应算法（NF）：从上次检索的地方开始检索，能安排就安排，不能安排向后检索。 （结束后从头开始）
最佳适应算法（BF）：空闲区域从小到大排列，从头检索空闲区域，能安排就安排，不能安 排向后检索。
最坏适应算法（WF）：空闲区域从大到小排列，从头检索空闲区域，能安排就安排，不能安 排就不能安排了。
基于索引搜索的动态分区分配算法：快速适应算法，伙伴系统，哈希算法。
动态可重定位分区分配：紧凑，动态重定位，动态重定位分区分配算法。

离散型分配方式分为以下三种：
分页存储管理方式，分段存储管理方式，段页式存储管理方式
分页存储分配单位
在分页存储管理中，逻辑地址分配是按页为单位进行分配
而主存的分配即物理地址分配是以内存块为单位分配的
分页存储管理的原理
１.将用户程序的地址空间分为若干固定大小的区域，成为“页”
２.也将内存空间分为若干与页面相同大小的存储块，称为“块”
３.在进程分配内存时，以块为单位，将进程中的若干页分别装入多个不相邻的物理块中
#由于进程的最后一页经常装不满一块，而形成了不可利用的碎片，称为“页内碎片”
页表：在分页系统中，允许将进程的各个页离散的存储在内存的任一物理块中，为保证进程 仍然能够正确的运行，即能在内存中找到每个页面所对应的物理块，系统又为每个进程建立 了一张页面影响表，简称页表。
段表：在分段存储管理系统中，为每个分段分配一个连续的分区，进程中的每个段，
可以离散的装入内存中的不同的分区中，为保证进程能正常运行，就必须为每个进程建立一张段映射表，简称段表。
地址变换机构：
分段式存储系统的引入，特点：方便编程，信息共享，信息保护，动态增长，动态链接
分页和分段的主要区别：
1）划分原则不同：页是信息的物理单位，段是信息的逻辑单位。
2）存储单位特征不同：页的大小固定且由系统决定，段的长度不固定，决定于用户所编写 的程序。
3）逻辑地址性质不同：分页的用户程序地址空间是一维的，分页完全是系统行为：分段是 用户的行为，分段系统中用户程序的地址空间是二维的。