内存管理


编译:由编译器将源代码编译成若干个目标模块
链接:将编译后形成的一组目标模块,以及所需库函数链接在一起(此时形成了逻辑地址)。
装入:由装入程序将装入模块装入内存


内存保护:

(1)在CPU中设置一对上,下限寄存器,存放用户作业在主存中的下限和上限地址。每当CPU访问一个地址,进行一次比较是不是在范围内。
(2)采用重定位寄存器(基址寄存器)和界地址寄存器。

对界地址寄存器与逻辑地址进行比较,未越界则加上重定位寄存器的值映射为物理地址。


image.png

固定分区分配与动态分区分配的问题:

固定分区:程序小但占用的单元大(内部碎片) / 程序太大需要合并几个单元

动态分区:外部碎片。需要OS进行进程移动和整理,相对费事。

动态分配算法:

(1)首次适应:顺序查找到第一个满足条件的。

  • 导致低地址较多碎片,匹配开销增大
    (2)最佳适应:按容量递增排序,找到最小的能满足需求的分区。
    (3)最坏适应:容量递减排序,选最大的那个分区。
    (4)邻近适应:从首次查找结果的位置开始继续查找。
  • 前面的释放后不参与分配导致分裂成小碎片,通常效果比首次适应还差

  • 多级页表的优点:减少了页表所占连续内存空间,但增加了潜在的缺页中断次数和减慢了地址变换速度。

页表项:存放在页表中,一个页号与其对应的物理块号称之为一个页表项。即下图中标红的一块。


image.png
  • 例题:二级页表分页存储,按字节编址,页大小2^10字节。页表项大小为2字节,逻辑地址结构为:页目录号 | 页号 | 页内偏移量 逻辑地址空间大小为2^16页,则表示整个地址空间的页目录表中包含表项的个数至少是()

页大小2^10 ÷ 页表项大小2 = 2^9个页面
逻辑地址大小2^16 ÷ 2^9 = 2^7个页表项=128


  • 32位与64位系统页表的区别:

操作系统内核通Address Translation技术映射到物理地址空间(X86处理器体系架构采用段表+页表进行映射,页表有2级和4级之分,32位系统采用2级页表,64位系统采用4级页表),这让进程有一种幻觉即独占整个内存空间。

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