操作系统: 内存管理

主存管理

• 地址绑定：将逻辑地址和物理地址绑定

  • 编译时绑定：
  • 装入时绑定(静态重定位)：
  • 运行时绑定(动态重定位)：

• 内存分配：为进程分配内存空间(以下管理方式指的是逻辑地址的管理方式)

  • 内存碎片问题：
    • 内部碎片：
    • 外部碎片：
  • 连续内存分配：通过分配连续的物理地址表示连续的逻辑地址
    • 固定分区分配
    • 动态分区分配：
      • First-Fit(首次适配)分配算法：
      • Best-Fit(最佳适配)分配算法：
      • Worst-Fit(最差适配)分配算法：
  • 页式管理及其分配：
    • 定义：逻辑地址分页(一页大小固定，系统确定)，物理地址分块(与页大小一致)，连续的逻辑页对应的物理地址块不一定连续 并通过页表映射逻辑/物理地址
    • MMU(Memory Management Unit，内存管理单元)：为每个进程都分配较大逻辑地址空间(但实际物理地址较小)，将虚拟地址通过页表转换为物理地址
    • TLB(Translation Lookaside Buffer，地址转换后援缓冲器)：因引入分页机制导致访存效率降低，引入TLB缓存加快翻译速度
    • 多级页表：相比单级页表，可降低页表所占空间 哈希页表：当任务占用较少的虚存时较为合适，但可能造成哈希冲突引起额外处理 反置页表：当逻辑地址空间远大于物理空间时，通过增加翻译花销，降低页表所占空间
  • 段式管理及其分配：
    • 定义：逻辑地址根据程序的逻辑意义(人为管理)分段，物理地址根据段大小分配，连续的逻辑段对应的物理地址段不一定连续
  • 段页式管理：

• 内存保护：保证一个进程只能访问自己的内存空间、以及对共享内存的保护

• 内存扩充方式：

  • 覆盖：
  • 交换：例如进程任务的挂起和取消挂起

虚存管理

• 程序的局部性原理
• 按需分配
• 页的置换：
  • FIFO
  • OPT
  • LRU
• 惰性加载