清华大学-操作系统学习笔记（三）---连续式内存分配

• 1.计算机体系结构
• 2.内存分层体系
• 3.地址空间&地址生成
• 4.物理内存-连续内存分配
  • 4.1 内存碎片问题
  • 4.2 分区的动态分配
    • 4.2.1 连续首次适配算法
    • 4.2.2 最优适配算法
    • 4.2.3 最差适配算法
  • 4.3 压缩式碎片整理
  • 4.4 压缩式碎片整理

1.计算机基本硬件结构

2.内存的层次结构

操作系统的目标（抽象，保护，共享，虚拟化）：

• 抽象：不用考虑底层
• 保护：多个程序进程之间运行地址空间隔离
• 共享：进程间安全有效安全地对数据进行传递
• 虚拟化：最需要运行的数据放在内存中，暂时不需要的数据放在硬盘上，对应用程序透明，从而虚拟出更大的空间

说明：比如上图中P1,P2,P3需要执行，P4暂时还没那么急着执行，可以先把P4放在硬盘上（虚拟内存），P1,P2,P3放在主存中依次执行，等P4到达执行条件时再把P4放到主存中执行。

 
操作系统中管理内存的不同方法

• 程序重定位
• 分段
• 分页
• 虚拟内存
• 按需分页虚拟内存

3.地址空间&地址生成

• 地址空间定义
• 地址生成
• 地址安全检查

地址空间定义:

地址生成:
逻辑地址：比如说C语言的变量名就是逻辑地址
物理地址：硬件的地址

1. 当CPU需要执行某个指令的时候他的ALU部件需要指令的内容，发送请求，带着逻辑地址；
2. CPU中的MMU查找带有逻辑地址的映射表中是否存在对应的物理地址，如果有就找到；
3. 如果没有就会去内存中找，如果找到了控制器就会给主存发送物理地址的内容（就是指令的内容）；
4. 主存会把内存的内容通过总线传给CPU，CPU拿到内容后就可以执行这条指令了;

地址空间安全检查:

检查起始地址和地址空间长度，一旦请求的逻辑地址超出区域限制，就会发生内存访问异常

4.物理内存-连续内存分配

4.1内存碎片问题

4.2分区的动态分配

4.2.1首次适配算法

4.2.2最优适配算法

4.2.3最差适配分配

4.3压缩式碎片整理

4.4交换式碎片整理