内存

慢慢的总结完善,参考了很多,不能一一列举来,还请原谅。如果有更好的相关博客也可以推荐,我还是那个所知甚少的样子。

Linux的内存分页管理(主要参考,部分做了补充)
【知乎】怎样通俗的理解操作系统中内存管理分页和分段?

内存

  1. 内存有自己的基本存储单位,一般来讲为1字节(1byte=8bit)。
  2. 内存的每个存储单位,都会有一个唯一的编号,称之为内存地址(memory address)。
  3. 内存地址的范围是有上限的,它由地址总线的位宽(注意不是带宽)来决定的。例如:一个32位宽的地址总线,顶多支持4G的内存。
  4. 内存采用的是随机存储方式(RAM, Random Access Memory)。
  5. 内存是瞬时存储的,一旦断电数据就会丢失,所以需要持久存储的数据一般会从内存刷到硬盘里面。

地址总线大致是用来传输内存地址的,指明数据应该存储到那个单元和从那个单元读取。一个32位宽的总线能表示的不同的内存地址就是2^32个。简单理解就是,有32根线,每根线高压为1,低压为0。用这32根线来标示数能够标示{0、1、2、3 ... 2^32-1}(无符号的十进制对应的二进制)这些数,再大的就没法表示了,这些内存地址代表的总内存大小也就是4G。

所谓的“随机读取”,是指存储器的读取时间和数据所在位置无关。举个反例,磁带便不是随机读取,转动时他按照时间先后读取。

虚拟内存

事实上,进程并不能直接访问计算机物理内存,而是抽象出了一个虚拟内存。主要是因为一下几个原因

  1. 如果每个进程可以直接操作物理内存,那么就可以随意修改读取其他进程的数据信息。虚拟内存屏蔽了物理内存,使进程只能够访问自己的分配的虚拟内存,做到进程各自内存的分离。
  2. 进程运行时使用过内存的不确定性,例如你写了一个程序想要操作一个指定位置的内存,如果直接操作的物理内存,你能够保证下一次程序装载的时候正好是那个内存嘛?使用虚拟内存,你就可以不必关注物理内存,只要虚拟内存没有改变就没有问题。
  3. 内存使用率低下,举个例子,假设你写了3个程序,其中程序A大小为10M,程序B为70M,程序C的大小为30M你的计算机的内存总共有100M。这三个程序加起来有110M,显然这三个程序是无法同时存在于内存中的。并且最多只能够同时运行两个程序。可能是这样的,程序A占有的内存空间是0x00000000~0x00000009,程序B占有的内存空间是0x00000010~0x00000079。假设这个时候程序C要运行该怎么做?可以把其中的一个程序换出到磁盘上,然后再把程序C装载到内存中。假设是把程序A换出,那么程序C还是无法装载进内存中,因为内存中空闲的连续区域有两块,一块是原来程序A占有的那10M,还有就是从0x00000080~0x00000099这20M,所以,30M的程序C无法装载进内存中。那么,唯一的办法就是把程序B换出,保留程序A,但是,此时会有60M的内存无法利用起来,很浪费对吧。
  4. 内存共享也会非常简单,操作系统可以把同一物理内存区域对应到多个进程空间。这样,不需要任何的数据复制,多个进程就可以看到相同的数据。内核和共享库的映射,就是通过这种方式进行的。
    总之,虚拟内存是操作系统内核为了对进程地址空间进行管理(process address space management)而精心设计的一个逻辑意义上的内存空间概念(C里面的指针,指的其实也是逻辑内存)。

内存分页

通过映射,可以使连续的线性地址与物理地址相关联,逻辑上连续的线性地址对应的物理地址可以不连续。 分页的作用 - 将线性地址转换为物理地址 - 用大小相同的页(Linux下为4Kb)替换大小不同的段(再次之前还出现过分段,但现在用的是内存分页技术).


https://pic3.zhimg.com/80/v2-99c9cd89f2598fc7842917e368997531_hd.jpg

这里东西还是蛮多的,只能以后系统了解再来补充吧,一知半解会误人子弟。

Linux内存配置

//Linux 获取内存页大小
getconf PAGE_SIZE 
//Linux 全部的内存配置信息
cat /proc/meminfo
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