第九章 存储管理(UNIX操作系统笔记)

存储管理的基本概念

存储器配置原则

配置方案的原则和设施:

  • 少量的快速昂贵存储介质作为缓存部件
  • 配置中级别存储接孩子,构成主体。
  • 低速,便宜的磁盘存储器作为外部存储或者虚拟存储的后备支持。

目前的配置方案有两种:

  • 寄存器、内存、外存相配合
  • 寄存器、高速缓存、内存、外存相配合

存储管理的基本任务

  • 储存空间的分配和回收
  • 地址变换
  • 存储共享和保护
  • 存储器扩充
  • 提高主存储器的利用率

地址重定位

逻辑地址空间

程序经过编译后形成目标代码程序,这类程序中,指令运行和数据访问会限定在一个地址范围内,这个地址空间范围就叫逻辑地址空间,或相对地址空间,或虚地址空间。

物理地址空间

物理地址空间也被称作实地址空间,或绝对地址空间。
描述的是计算机系统中直接存储器所包含的存储单元地址集合。

地址重定位

实和虚地址的操作过程称为重定位

常用存储技术

连续内存分配方式

  • 单一连续分区管理:分为系统区和用户区。这种分配机制只支持单机单用户。
  • 多分区连续分配管理:内存分为大小不相等的分区,当系统程序占用一个分区,其他用户占用各个分区,分区是连续分配的。可以在使用内存中同时保留多个程序,一次就有可能支持并发程序运行。

覆盖和交换技术

代码段数据段,运行时按照使用的先后,覆盖的方式占用公共内存空间。
将程序中必要的部分安排在常驻内存分区中。不常用的安排在交换内存分区中。不存在调用关系的模块,可以放置在外存。

分页管理技术

分页管理的基本思想

将物理内存视为线性空间,将此空间划分为相同大小的页面,分配内存时以页面单位进行分配。程序的逻辑地址也分为固定大小的页面。可实现逻辑空间向物理空间转换。

动态和静态分页管理

段式管理技术

分段管理的基本思想:

将线性空间转换为二维线性空间
其他略

虚拟存储技术

局部性原理

  • 程序执行大部分是顺序执行的指令,少部分是调用和转移指令
  • 嵌套的深度不会超过五层
  • 程序中会存在相当多的循环结构
  • 数组的操作局限在一个相当小的范围内

虚拟存储思想

主体思想

  • 只将需要执行的程序读到内存中,就可以让程序开始执行。
  • 程序执行过程中,缺少代码就请求调用,继续执行。
  • 空间不够的时候,暂时不使用的放入交换区中。

优势

  • 小空间执行大程序。
  • 空间可随意扩展大小
  • 有利于并发支持
  • 降低设计者难度,不必考虑程序的覆盖结构

需要解决的问题

  • 存储空间不连续
  • 内外存交换效率低

虚拟存储实现方法

存储管理策略

交换策略

0号进程不断地从交换区中换入进程,内存不够时再将进程换出交换区。没有进程换入换出,0号处于睡眠状态。

请求调页策略

内存只保留活动进程页面,而不是全部进程的都放在内存中。需要不活动进程的页面时候会发出缺页中断请求。调取页面。
交换式管理的有点是过程简单,系统开销小。

linux内存管理实现技术

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