3.1.2覆盖与交换

目录

1 操作系统对内存管理的四大作用

1.1 内存空间的分配与回收

1.2 内存空间的扩充

1.3 地址转换

1.4 存储保护

2 覆盖技术

3 交换技术

总结

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1 操作系统对内存管理的四大作用

        操作系统在计算机系统中发挥着关键的作用，其中内存管理是其重要职责之一。内存管理对系统的性能和稳定性具有重要影响。四大作用包括内存空间的分配与回收、内存空间的扩充、地址转换和存储保护：

1.1 内存空间的分配与回收

        分配：操作系统负责分配内存空间给不同的进程或任务。这包括将物理内存分割成多个逻辑地址空间，以确保每个进程都有足够的内存来执行。

        回收：当进程完成任务或终止时，操作系统需要回收已分配的内存空间，以便将其用于其他进程。内存回收确保资源的高效使用。

1.2 内存空间的扩充

        操作系统需要动态地管理内存，以满足进程的需求。这可能包括动态增加或减少分配给进程的内存，以适应不同的工作负载。这也被称为内存调度。

1.3 地址转换

        地址转换是指将逻辑地址（由程序使用的地址）转换为物理地址（实际RAM上的地址）。操作系统使用地址转换机制，如分页或分段，以实现内存虚拟化，让每个进程认为它拥有整个系统的内存。这提高了系统的安全性和隔离性。

1.4 存储保护

        存储保护是指操作系统确保不同进程之间的内存互相隔离，以防止一个进程意外或恶意地访问另一个进程的内存。这通过使用硬件机制（如内存分页和分段）来实现，操作系统负责配置这些机制以维护隔离。

        这四大内存管理作用共同确保了系统的性能、稳定性和安全性。内存管理在多任务操作系统中特别重要，因为多个进程需要在有限的物理内存中运行，并且需要互相隔离，以防止相互干扰或破坏系统的稳定性。因此，内存管理是操作系统的核心职责之一，影响着计算机系统的整体表现。

2 覆盖技术

定义：

        覆盖技术是面向对象编程中的一种概念，它允许子类（派生类）重写父类（基类）的方法，以便在子类中提供自定义实现。这是实现多态性（Polymorphism）的一种方式，允许不同的对象以不同的方式响应相同的方法调用。

方法：

        在覆盖技术中，子类需要定义一个与父类中同名、同参数的方法，这被称为方法覆盖（Method Overriding）。

        子类中的覆盖方法可以提供不同的实现，但方法签名（方法名称和参数列表）必须与父类方法一致。

        当一个对象是子类的实例，并且调用了被覆盖的方法，实际执行的是子类中的方法，而不是父类中的方法。

作用：

        提供多态性：覆盖技术是实现多态性的一种关键机制，它允许不同的子类对象以不同的方式响应相同的方法调用，提高了代码的灵活性和可维护性。

        定制化实现：子类可以根据自身的需求重写父类方法，以实现特定的功能。这允许不同子类在相同的接口下实现不同的行为。

3 交换技术

定义：

        交换技术是一种在计算机科学中用于管理资源或数据的方法。它通常涉及将某些资源或数据从一个位置移到另一个位置，以便在特定条件下进行更有效或更方便的访问。交换通常涉及内存或磁盘上的数据。

方法：

        在交换技术中，资源或数据通常被移动、替换或交换到不同的位置或状态。

        例如，虚拟内存系统中使用的页面交换是一种交换技术，它将内存中的页面移动到磁盘上以释放内存空间，然后在需要时将其交换回内存。

作用：

        资源管理：交换技术允许在有限的资源下更有效地管理数据或资源。例如，在内存管理中，页面交换可以使多个进程共享有限的内存。

        数据持久性：交换技术还可用于实现数据的持久性。数据可以从内存交换到磁盘或其他存储介质上，以防止数据丢失。

总结