操作系统-15-内存的分配和回收

1. 连续分配管理方式

1.1 单一连续分配

1.2 固定分区分配

数据结构

1. 分区说明表

1.3 动态分区分配

1. 概念

2. 动态分区遇到的问题

（1）系统要用怎样的数据结构记录内存的使用情况呢？

（2）当多个空闲分区都能满足要求时，应该选择哪个分区进行分配？

动态分区分配算法

1.首次适应算法

2.最佳适应算法

3.最坏（大）适应算法

4.邻近适应算法

小结：

内部碎片和外部碎片

1. 概念

2. 解决方式 ： 紧凑技术

2. 非连续分配管理方式

2.1 基本分页存储管理

1. 概念

2. 地址结构

• 为什么页面大小一般设为2的整数次幂？

3. 基本地址转换

两个基本要素

• 页面的起始地址
• 页面的偏移量

• 首先需要建立一张页表

• 计算页表项的起始地址

基本地址转换流程小结

文字描述

基本地址转换例题分析

页表项的注意事项

4. 具有快表的地址变化机构

• 局部性原理
  • 时间局部性: 如果执行了程序中的某条指令,那么不久后这条指令很有可能再次执行;如果某个数据被访问过,不久之后该数据很可能再次被访问。(因为程序中存在大量的循环)
  • 空间局部性: 一旦程序访问了某个存储单元,在不久之后,其附近的存储单元也很有可能被访问。(因为很多数据在内存中都是连续存放的）

• 快表的概念
  • 又称联想寄存器(TLB) ,是一种访问速度比内存快很多的高速缓冲存储器,用来存放当前访问的若干页表项,以加速地址变换的过程。与此对应,内存中的页表常称为慢表。

• 地址变化的过程

5. 两级页表

• 单级页表存在的问题
  • 页表需要很大的空间
  • 局部性原理

• 二级页表的地址结构
  • 对页表再次进行分组

• 二级页表的地址结构及对应关系

• 二级页表的地址转换

上面的部分我们解决了问题一，接下来是问题二，这里简单叙述一下，后面的文章会继续深入剖析。

注意事项

2.2 基本分段存储管理

1. 概念

• 分页管理方式 ： 从计算机角度出发考虑设计的，目的是提高内存的利用率，提供计算机的性能。
• 分段管理方式： 从用户和程序员角度出发，以满足方便编程，信息共享和保护，动态增长和动态链接的需要

2. 分段的逻辑地址结构

• 段号的位数 ： 决定了每个进程最多可以分成几个段
• 段内地址 ： 决定了每个段的最大长度可以是多少

3. 段表

4. 分段的地址变换

• 分段和分页的对比

• 分段实现信息的共享
  • 不能被修改的代码是可以数据共享的
  • 可修改的代码是不能数据共享的

• 分页不能实现数据共享的理由

2.3 段页式存储管理

1. 概念

• 分段和分页的优缺点分析

2. 分段 + 分页 = 段页式管理

3. 段页式管理的逻辑地址结构

4. 段页式存储的段表，页表

• 每个段对应一个段表项
  • 段号
  • 页表长度
  • 页面存放的块号
• 每个页对应一个页表项
  • 页号
  • 页面存放的内存块号

5. 段页式管理的地址转换过程

参考书籍：《王道考研计算机操作系统》

参考博客 ：https://mubu.com/doc/Cd-Y4YOfkh#o-1d01735b78f18c07f

​ https://blog.csdn.net/weixin_43914604/article/details/104415990