操作系统：内存管理（一）内存管理概念

3.1 内存管理权限

3.1.1 内存管理的基本原理和要求

内存管理的主要功能：
a 内存空间的分配与回收
b 地址转换
c 内存空间的扩充
d 内存共享
e 存储保护

1. 程序的链接与装入
   编译
   链接
   装入

程序链接的以下三种方式
（1）静态链接
（2）装入时动态链接
（3）运行时动态链接

内存的装入模块在装入内存时
（1）绝对装入
（2）可重定义装入
（3）动态运行时装入

2. 逻辑地址与物理地址
   物理地址空间是指内存中物理单元的集合，它是地址转换的最终地址。
   地址重定位：当装入程序将可执行代码装入内存，必须通过地址转换将逻辑地址转换为物理地址的过程。
3. 进程的内存映像
   一个内存进程映像一般有如下要素
   代码段
   数据段
   进程控制块
   堆
   栈
4. 内存保护
   1）在cpu设置一对上下限寄存器
   2）采用重定位寄存器
5. 内存共享
   只有那些读的区域才可以共享
6. 内存的分配与回收

3.1.3 连续分配管理

为用户分配一个连续的内存空间。

1. 单一连续分配
2. 固定分区分配
3. 动态分区分配
   

动态分区分配算法

3.1.4 基本分页存储管理

1. 分页存储的基本概念
   将内存空间分成一个个大小相等的区域，每一个分区就是一个页框（页框=页帧=内存块=物理块=物理页面），每一个页框有一个编号，即页框号，页框号从0开始。
   将进程的逻辑地址空间也分为好页框大小相等的一个个部分，每一个部分成为一个页或者页面，每一个页面也有一个编号叫页号，页号也是从0开始。
   操作系统以页框为单位为各个进程分配内存空间。进程的每一个页面分别放入一个页框中，进程的页面与内存的页框有一一对应关系。

为了能够知道进程的每个页面在内存中存放的位置，操作系统为每个进程建立一张页表（通常存在PCB中）。
一个进程对应一张页表
进程每个页面对应一个页表项
每个页表项由页号和块号组成

2. 基本地址变换机构
   地址变换机构的任务是将逻辑地址转换为内存中的物理地址，地址变换是借助页表实现的。
   
3. 具有快表的地址变换机构
   快表又称相联存储器（TLB）高速缓存，用来存放最近访问的页表的副本。
   
   

4. 两级页表
   多级页表的目的在于建立索引，以便不浪费主存空间去存储无用页表项，也不用盲目地顺序式查找页表项。
   
   

3.1.5 基本分段存储管理

1. 分段
   进程的地址空间按照自身的逻辑关系划分为若干个段，每个段有一个段名，每段从0开始编址。
   内存分配规则：以段为单位进行分配，每个段在内存中占连续空间，但各段之间不相邻。
   
2. 段表
   
   
3. 地址变换机构

4. 段的共享与保护
   
   

3.1.6 段页式管理

在段页式系统中，作业的地址空间实现被分为若干逻辑段，每段都有自己的段号，然后将每段分为若干大小固定的页。对于内存的管理仍然和分页存储管理一样，将其分成若干和页面大小相同的存储块，对内存的分配以存储块为单位。