软考之路--你存在我深深的脑海里

        小时候,总是期待着过年,过年可以吃到好多好吃的,暴露了小编的本质,哈哈,最让我期待的,就是压岁钱了,七大姑八大姨这个给一个红包,那个给一个红包,爸爸又会以同样的方式给她们的孩子,我们孩子从中得到的是纯利润,然后,恨不得连睡觉都紧紧握住自己的存钱筒,想着,要去买什么好吃的呢,在小编的理解中,把压岁钱存在一起,堆积起来的过程,就是存储,在我们的计算机中,官方定义如下存储就是根据不同的应用环境通过采取合理、安全、有效的方式将数据保存到某些介质上并能保证有效的访问,总的来讲可以包含两个方面的含义:一方面它是数据临时或长期驻留的物理媒介;另一方面,它是保证数据完整安全存放的方式或行为。存储就是把这两个方面结合起来,向客户提供一套数据存放解决方案。今天小编主要就这篇总结一下,操作系统中的存储方面的知识,首先,看下面一张图,小编会顺着这张图的脉络,一一介绍存储的相关知识点,有不同意见的小伙伴欢迎讨论交流。

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       首先,我们来看一下实存管理的单一连续分配,固定分区分配和可变分区分配,我们来看一张图,把这三个放在一起对比着来看:

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        把上面的内容进行对比,我们很容易可以看出来,只有可变分区分配的空间是可变的,然后单一连续分配和固定分区分配都是静态的,根据三个分配的名字,我们也可以很好的对这三个概念进行理解,接着,我们来深入了解这三个分配,首先:

         单一连续分配

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        我们可以看得出来,把整个内存区画为一个区。它同一时间在内存当中只能装入一个程序,只能用于单用户、单

任务的执行操作。

       固定分区分配

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      这个跟单一连续分配有异曲同工之妙,就是内存分配的比较固定,除此之外,固定分区分配还有自己的特点,就是把内存分为几个块,比如是:10K、12K、32K;那么就会有可能运行三个程序,当三个程序占用内存在这三个区域内的时候,我们就能运行。把这个分区给固定住了了,所以一旦有比这些区域要大的程序要运行,那么就玩完了,虽然总内存够用,但是也不能运行,因为分区分的太死了。

       可变分区分配

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       打个比方:有三个过程,一开始和单一连续分配是一样的,然后当有程序要运行的时候,就给该程序分配匹配的空间,当用完之后,释放出来之后,又能拼凑成一个空白的区域,回到最初的状态,特别灵活。我们继续对可变分区分配方式进行探讨:

       最佳适应法

       选择等于或最接近需求的内存自由区进行分配。这种方法可以减少碎片,但同时也可能带来更多小得无法再用的碎片。但是这个还算有弊端的,这个我们应该怎么理解呢?比如我们有一个6K的空间,然后分配一个5K的空间给一个程序运行,那么剩余的1K一般来说就没法利用了,因为一般很少有1K的程序要运行,所以这个1K就成了碎片了,那么循环下来的话,就有很多碎片产生了。但是相对来说,这个分配方法还算是挺好的。

       首次适应法

       首次就是寻找第一个可用的,可用就是寻找大于等于作业需求的内存的自由区分配给作业。这个的好处就是缩短查找时间。

       最差适应法

       选择整个主存中最大的内存自由区。比如我有一个5K的程序要运行,然后内存中最大的自由区是64K,那么一样把64K分配给5K的程序运行,然后剩下的59K自由区还能继续利用起来。

       循环首次适应算法

       不在每次都是从头开始分配,而是连续向下匹配。我们画个图来理解:

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       比如我们的内存是这样进行分配,那么我们现在有个作业需要12K内存占用,我们就从5K、10K、15K连续查找合适的,当找到15K的时候,我们就分配给12K,那么当我们剩余的3K的时候,刚好有一个程序是3K的需要分配内容来运行,要是我们按照首次适应法来进行分配,因为首次适应法是每次都是从头开始的,所以我们就找到5K的区域,就把5K分配了;但是要是我们按照循环首次适应的话,我们是连续分配的,这样我们就能刚好把剩余的3K分配给这个程序。

        虚存管理

        接着,我们来讲解一下虚存管理,虚存管理包括页式存储存储和段式存储管理,小编会从优缺点和地址转换图两个方面进行总结,最后通过一个例题结合理论知识来回顾我们的知识点。

        页式存储管理 

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        通过用户程序和内存的分块,用户程序分为n个页面,页表起记录的作用。接下来我们看地址转换图:

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       这个就是我们的地址转换器,我们想看这个是怎么个工作的,那么我们来看个例子,我们分析例子来进行理解:

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       我们的解题过程应该是这样的,我们的逻辑地址是8644(十进制的),那么转换成二进制的为:10 0001 1100 0100;我们得知页面为4K=2的12次方,所以页内地址就为12位,所以a的后半部分为10 0001 1100 0100的后12位,为0001 1100 0100,那么剩下的最高两位为页号:10,转换成十进制为2,然后找出物理块号为8,8转换成二进制位1000,所以物理快号页内偏移拼合得1000 0001 1100 0100,化为十进制得33220。其实只要我们懂得了这个过程,那么剩下的就是进制的转换了。

        段式存储组织

        从用户出发,将一个程序分成几个块:

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       从用户出发,将一个程序分成几个块:我们有页式存储的基础,这个就不在胯下,只是段的大小有点大。我们再看看地址转换:

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       段式存储方式的算法和也是存储方式的算法一致,在这里就不赘述了。

       小编寄语:该博文,小编主要介绍了存储的相关知识点,分别从实存管理和虚存管理两个方面进行分析,实存管理的部分,从单一连续分配,固定分区分配和可变分区分配进行讲解,虚存管理从页式存储管理和段式存储管理进行讲解,对存储这方面的知识小编接触的不多,理解比较浅显,上述知识点的内容都是小编自己傻傻的理解,有不同理解的小伙伴欢迎讨论交流,软考之路,未完待续......

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