第三章 内存管理
01
内存：用于存放数据，程序在被执行之前需要先调入内存才能被CPU处理（用于缓和CPU和硬盘之间的速度矛盾）
每个程序的数据放在什么地方呢？
字
子节
存储单元：内存存放数据的最小单元 存储单元的大小与计算机系统有关
指令的工作原理
指令 = 操作码+参数
可执行文件亦称作装入模块
程序经过编译、连接后生成的指令指明的逻辑地址（相对地址）
装入的三种模式（通过指令逻辑地址生成物理地址的三种方式）
绝对装入：在编译的时候就将指令中的逻辑地址转化为绝对的物理地址
静态重定位（可重定位装入）：指令中使用的地址，数据存放的地址都是相对于其实地址而言的逻辑地址，可根据内存的具体情况，将装入模块装入到内存的合适位置。在装入的时候对地址进行重定位，将逻辑地址转化为物理地址。
特点：在一个作业装入内存时，必须分配其所要求的全部内存空间，若没有足够的空间，就不能装入该做作业。同时分配的空间必须是连续的。 除此之外，作业一旦进入内存开始运行后，这个空间在程序运行期间是不能移动的。
动态运行时装入（动态重定位）：在编译和装入内存时都不会讲逻辑地址转化为物理地址，而是在程序要真正运行时才进行地址转化，但这种方式需要一个重定位寄存器的支持。
重定位寄存器存放了作业的起始地址，在指令执行过程中，将逻辑地址与起始地址相加形成最后的物理地址。
特点：可将程序分配到不连续的存储区，只需要装入部分代码即可投入运行，在程序运行期间也可移动程序的内存空间
从写程序到程序运行的历程
源代码--编译--目标模块（机器语言）--组装所有模块（除了自己编写的还有一些库函数）形成装入模块，有一个完整的逻辑地址—装入内存
各个模块的组装方式—链接
三种链接方式
先链接完再装入
边装入边链接
边运行边链接
思维导图
内存管理
02内存管理
内存管理要实现的功能
1.内存空间的分配与回收
2.从逻辑上对内存空间进行扩充
3.地址转化：逻辑地址到物理地址的转化---也称作地址重定位。（三种装入方式上一章节又讲）
4.内存保护：拒绝一些进程对一部分内存的访问，比如进程之间不能相互访问对方的内存空间
内存保护实现方式：
1.上限寄存器和下限寄存器确定进程可访问内存的范围。
2.使用重定位寄存器（基址寄存器）以及界地址寄存器（又称限长寄存器，用于存储进程的最大逻辑地址）进行确定进程的可访问的内存的地址范围。
总结
内存管理03 ---- 内存空间的扩充
一个进程对应多个模块
1.覆盖技术
针对程序大小超过物理内存总和的问题
思路：把程序分为多个段（多个模块），并分类为常用模块和非常用模块
同时把内存分为一个固定区和多个覆盖区 常用模块常驻在内存的固定区，调入后就不会被调出（除非程序运行结束），不常用的模块放在覆盖区，需要的时候调入内存，用不着的时候调出内存。
A放在固定区，因为是常用模块
B和C不可能同时被程序调用
D E F不可能同时被程序调用
逻辑上的对内存扩展
缺点：必须有程序员声明覆盖结构，增加了编程负担，操作系统完成自动覆盖。对用户不透明，
2.交换技术/兑换技术
思路：内存空间紧张时，系统会将内存中某些进程暂时换出内存，把外存中某些已经具备运行条件的进程换入内存。
实例：中级调度。
但需要注意的是：进程的PCB需要常驻内存
1.外存一般指的就是磁盘：磁盘空间分为对换区和文件区。文件区一般追求存储空间的利用率，文件区空间的管理采取离散分配的方式。而内存中被换出的进程应该保存在对换区。而因为对换区需要追求对换进程的速度，因此通常采取连续分配方式。故而可以推断出对换区的IO速度比文件区快。
2.什么时候应该交换呢？
交换发生在许多进程运且内存吃紧时进行。
3.优先换出阻塞进程，优先级比较低的进程，以及考虑进程在内存中的驻留时间。
换出进程并不意味着进程的一切都将会被移出内存。
覆盖也是在同一个程序或者进程中的，针对的是进程内部子模块的调出与调入
交换是不同进程或者作业的总的模块调出与调入。
内存管理04内存空间的分配与回收
连续分配管理方式
连续分配：指为用户进程分配的空间必须是一个连续的内存空间。
在单一连续分配方式中，内存被分为系统区和用户区。且这种情况下，内存中只能有一道用户程序。，这个用户程序独占所有的用户区空间。
优点：实现简单，且没有外部碎片。，且内存不需要内存保护，因为只有一个进程在内存上运行。
缺点：只能用于单用户，单任务的操作系统中，有内部碎片，且存储器利用率很低。
固定分区分配方式
为了支持多道程序的系统，将整个用户空间划分为若干个固定大小的分区，在每个分区中只装入一道作业。
1.分区大小相等
缺乏灵活性，但是适合于用一台计算机控制多个相同对象的场合。
2.分区大小不等
增加了灵活性
分区说明表，针对固定分区分配方法
用数组或者链表可以是现这个表。
固定分区分配：实现简单，无外部碎片
动态分区分配
根据进程的所需内存大小来分配内存
针对第一个问题：
采用空闲分区表或者空闲分区链
针对第二个问题：
动态分区分配算法（下个小节详细介绍）
针对第三个问题：
听不下去了