OS存储器管理(一)
存儲器的層次：
分為寄存器、主存（內存）和 輔存（外存）三個層次。
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主存：高速緩沖存儲器、主存儲器、磁盤緩沖存儲器，
???????? 主存又稱為可執行存儲器；
輔存：固定磁盤存儲器、可移動的外部存儲器；
???????? 其可長期保存數據，但不能被處理器直接訪問。
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此處針對的是在OS層面上對主存（內存）的管理。
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內(主)存儲器管理的主要功能：①?邏輯地址到物理地址的轉換 ? ? ②?內存（主存）空間的分配與回收 ? ? ③?內存信息（數據）的共享與保護 ? ? ④?內存的邏輯擴充（虛擬存儲器的實現）
一個用戶程序在運行之前需要經歷若干步驟，為了執行，程序應被調入內存并放在進程內： 在這些步驟中，地址可能有不同的表示形式： 符號（源程序中），可重定位的地址（目標模塊），絕對地址（內存映像） 邏輯地址：目標代碼的相對編址。由CPU生成，也稱為虛擬地址 物理地址：內存存儲單元的編址，內存單元的實際地址 邏輯地址空間：目標代碼用邏輯地址編址對應的區域 內存存儲空間：內存若干存儲單元用物理地址編址對應的區域 重定位：邏輯地址轉換為物理地址的操作（過程） 接下來，將指令與數據捆綁到內存地址，可以在以下步驟的任何一步中執行： 編譯時：MS-DOS的COM格式程序 加載時：編譯器生成可重定位代碼 執行時：進程在執行時可以從一個內存段移到另一內存段，那么捆綁必須延遲到執行時才進行。 運行時從虛擬地址映射到物理地址的硬件設備稱為內存管理單元(MMU) 用戶進程所生成的地址在送交內存之前，都將加上重定位寄存器的值。 用戶程序處理的是邏輯地址，它不會看到真實的物理地址。 原理圖如下： ? 例如： 重定位的方式： 靜態重定位：目標代碼裝入內存時，一次性進行邏輯地址到物理地址的地址轉換。 動態重定位：目標代碼裝入內存時，先不進行地址轉換（即原代碼裝入），在執行時,再實施地址轉換。 內存分配的方式：連續分配和非連續分配 內存通常分為兩個區域： 一個用于駐留操作系統，常與中斷向量一起放在低內存 另一個用于用戶進程，常放在高內存。 一、連續分配 四種方式： ①單一連續區分配
②固定分區分配
③可變（動態）分區分配
④可重定位分區分配
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①單分區分配方法（Single-partition allocation）
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重定位寄存器方案用來保護用戶進程之間，用戶進程與操作系統之間不會相互修改代碼與數據
重定位寄存器包含了最小的物理地址；界限寄存器包含了邏輯地址的范圍，每個邏輯地址必須小于界限寄存器
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②固定分區分配 * 算法思想 內存可用區劃分成若干個大小固定的存區，每個存區分別裝入一道作業的代碼（數據）。 * 算法實現 建立分區說明表，記錄各分區大小、地址及分配情況 例如：| 分區號 | 分區大小 | 起始地址 | 狀態 |
| 1 | 12k | 20k | 已分配 |
| 2 | 32k | 32k | 已分配 |
| 3 | 64k | 64k | 已分配 |
| 4 | 128k | 128k | 空閑 |
| 5 | ? | ? | ? |
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分配：查分區說明表，找到一個足夠大的空閑分區分配之；
回收：將回收分區對應的分區說明表狀態改為“空閑”。
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優點：內存可同時裝入多道作業代碼，算法實現簡單；?
缺點：存在浪費（分區一次性全部分配出去）；會產生內部碎片。
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③動態存儲分配問題
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算法思想：事先不劃分分區，待作業需要分配內存時，再按需分配劃分分區（分區的大小及個數不固定）。
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數據結構:
空閑分區表或空閑分區鏈表 ?----> ??記錄空閑分區的大小、地址等
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空閑分區鏈表狀況：
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分配：查空閑分區鏈表，找到第一個足夠大的分區，將其一分為二分配之；
分配策略（算法）：首次適應算法，循環首次適應算法，最佳適應算法，最差適應算法
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回收：先將回收分區與相鄰空閑分區合并再修改空閑分區鏈表。
回收算法：前鄰接合并，后鄰接合并，前、后鄰接合并，不鄰接處理
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* 優、缺點
? ? ?按需分配，可解決浪費問題；
? ? ?分配算法復雜，會產生外部碎片；
? ? ?鄰接合并系統開銷大。
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* 碎片問題
碎片:可變分區分配過程中形成的若干個非常小的無法再利用的小分區，形成外部碎片
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碎片分為外部碎片和內部碎片。
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處理碎片的方法：
1.緊縮（compaction，拼接）：用來降低外部碎片移動內存內容，以便所有空閑空間合并成一整塊。
如果重定位是動態的，是在運行時進行的，那么就能采用緊縮
2.另一種可能解決外部碎片問題的方法是允許物理地址空間為非連續，這樣只要有物理內存就可為進程分配：分頁或分段
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④可重定位分區分配
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* 算法思想
???在可變分區分配算法的基礎上，采用動態重定位方式裝入程序（數據）。當無足夠大的分區供分配時，若總的空閑存儲容量夠用，則將各分區中的內容向內存一端移動（緊湊），使另一端形成一個大的空閑分區，然后再分配。
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例：前例若要為作業10分配120k的存儲空間，因無足夠大分區（總空閑容量290k），則先進行合并處理：
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內存的離散分配方式見下篇。
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轉載于:https://www.cnblogs.com/z941030/p/5154483.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的OS存储器管理(一)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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