计算机操做系统 - 内存管理

计算机操做系统 - 内存管理

• 计算机操做系统-内存管理

  • 内存管理

    • 2.一、虚拟内存管理

      • 2.1.一、虚拟内存概念
      • 2.1.二、页面置换算法
        • 2.1.2.一、先进先出策略
        • 2.1.2.二、最不常常使用策略
        • 2.1.2.三、最近最少使用策略

    • 2.二、物理内存管理

内存管理

分页系统地址映射

内存管理单元（MMU）管理着地址空间和物理内存的转换，其中的**页表（Page table）存储着页（程序地址空间）和页框（物理内存空间）**的映射表。

一个虚拟地址分红两个部分，一部分存储页面号，一部分存储偏移量。

下图的页表存放着 16 个页，这 16 个页须要用 4 个比特位来进行索引定位。例如对于虚拟地址（0010 000000000100），前 4 位是存储页面号 2，读取表项内容为（110 1），页表项最后一位表示是否存在于内存中，1 表示存在。后 12 位存储偏移量。这个页对应的页框的地址为 （110 000000000100）。

2.一、虚拟内存管理

虚拟内存管理包括：虚拟内存概念、请求分页管理方式、页面置换算法、页面分配策略、工做集和抖动。

2.1.一、虚拟内存概念

mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA…

虚拟内存是一种存储模式，经过这种模式能让咱们有种感受，即：咱们的内存自己可以处理远比内存大的多的数据或者文件。

虚拟内存可以处理比自己更大的数据的原理其实很是简单，你能够简单理解为按需加载，在操做系统里面这种方式有个专有的称呼：Demand Paging，这是虚拟内存管理的一种最多见的策略。

能这么作的缘由是存储在磁盘上的文件，在底层都会按照固定大小的page进行划分，咱们在使用cpu处理磁盘上的文件的时候，并非一下会把整个文件都载入内存，而是当用到这部分数据的时候才会去加载，也就是说一个page被拷贝进主内存的触发机制是：

• 这块数据须要被加载

• 当发生操做系统发起缺页信号时

也就是说在虚拟内存里面，咱们能够开辟一个固定大小的区域用来处理相关的数据，在加载数据时，若是这个区域没有满，就直接读满，若是满了以后，系统要读取新的page时，会发现这个page不在虚拟内存里面，就会发起一个缺页信号，为了读取新的数据进入内存，咱们能够释放掉前面已经处理过的数据，而后加载新的page替代被淘汰数据的page占的位置，被淘汰page的处理，咱们能够直接丢弃，也能够将其再次保存在磁盘上存储，防止未来还须要读取。

2.1.二、页面置换算法

前面提到，若是在内存里面申请的固定空间满了，会淘汰一部分page而后替换为新的page，这里面的这个算法很是关键，算法的好坏决定了内存要和磁盘发生swap的次数，这个次数直接直接影响了程序的性能。

缓存驱逐（过时）算法经常使用的策略有三种，分别是：

github.com/CyC2018/CS-…

2.1.2.一、先进先出策略

FIFO：First In First Out

2.1.2.二、最不常常使用策略

LFU：Least Frequently Used

2.1.2.三、最近最少使用策略

LRU：Least Recently Used

2.二、物理内存管理

包括程序装入等概念、交换技术、连续分配管理方式和非连续分配管理方式（分页、分段、段页式）。

2.2.一、分段