🏕️1 内存管理基础概念
🏡1.1 总览
🏡1.2 内存管理应有的功能
🏖️1.2.1 内存空间的分配和回收
示意图:
🏖️1.2.2 从逻辑上扩充内存
试想,随便下载一个大软件,其大小远远超过我们的内存大小,那么为什么这个软件可以运行呢?原因是操作系统采用了虚拟内存,即使物理空间较小,但是逻辑空间却可以很大。
🏖️1.2.3 地址转换
提供地址转换功能,负责程序的逻辑地址与物理地址的转换
三种装入方式为:
🏖️1.2.4 内存保护
提供内存保护功能,保证各进程在各自存储空间内运行,互不干扰。
使进程只可以访问属于自己的空间,不能去访问系统内核、其他进程的内存空间。那么,如何才可以实现内存保护呢?
以下图的进程1为例子
(1)设置上下限寄存器。
例如,进程1的实际物理地址为100-279,那么下限寄存器应该存放100,上限寄存器应该存放279。
(2)重定位寄存器、界地址寄存器
重定位寄存器存放进程的实际物理地址的下限,界地址寄存器存放进程所需的最空间。例如,进程1的重定位寄存器存放100,界地址寄存器存放179-0=179。
🏡1.3 知识总结
🏕️2 覆盖与交换
🏰2.1 总览
🏰2.2 覆盖技术
🏖️2.2.1 覆盖技术的基本思想
🏖️2.2.2 例子
如图,这是一个程序的结构调用图。可以看到,A是程序运行所必须的代码段,因此放在固定区内;B、C不可能同时运行,因此可以分配同一个覆盖区,D、E、F同理。如图所示
因此,本来应该将代码全部放入,但是操作系统只分配了一部分空间就实现了全部放入的结果,因此从逻辑上看,操作系统的内存大小是被拓展了的。
🏖️2.2.3 缺点
🏰2.3 交换技术
🏝️2.3.1 基本思想
比如说,假设内存中有进程1、2、3,如图
此时内存紧张,进程1、2需要暂时换出外存,因此在内存保留它们的PCB后(方便操作系统的后续管理)将它们置于挂起队列,空出的内存空间给更为紧张的进程使用。
🏝️2.3.2 待解决的问题
对于问题1:
磁盘空间的示意图:
对于问题2:
对于问题三
🏰2.4 总结
🏕️3 连续内存分配
🏠3.1 总览
🏠3.2 单一连续分配
🏖️3.2.1 思想
如图:
🏖️3.2.2 优点
一个进程独占内存,就不会发生进程访问其他进程的内存空间的情况,且即使进程访问了操作系统的内核程序,通常也可以通过重启解决,所以这种方式下不一定需要采取内存保护?
🏖️3.2.3 缺点
🏠3.3 固定分区分配
🏝️3.3.1 基本思想
🏝️3.3.2 分类
根据分配的空间相等与否可以分为以下两类
如图
🏝️3.3.3 特点
🏝️3.3.4 如何管理固定分区
可以通过分区说明表进行管理,其具体内容如图:
这种数据结构可以通过数组或链表实现
🏝️3.3.5 优缺点
🏠3.4 动态分区分配
🏝️3.4.1 基本思想
🏝️3.4.2 记录内存使用情况的数据结构
可以采取空闲分区表、空闲分区链表示
(1)空闲分区表
例子:
(2)空闲分区链
例子:
🏝️3.4.3 空闲分区的分配
分配算法在下一小节进行详细描述
🏝️3.4.4 分区的分配和回收
假设操作系统采用空闲分区表管理分区(使用空闲分区链同理)
(1)分配操作
假设起始表内容如下:
①假如一个空闲分区的大小大于进程申请的空间,那么直接修改内容和即可。 假设一个4MB的进程进入,需要分配到分区1中,那么分区表应该修改如下:
②假如一个空闲分区的大小等于进程申请的空间,那么需要删除该内容。假设一个4MB的进程进入,需要分配到分区3中,那么分区表应该修改如下:
(2)回收操作
①回收分区的后面(后面)有空闲分区
直接修改表项内容
②回收分区的后面没有空闲分区
增加一个表项内容
③回收分区的前后均为空闲分区
合并表项内容
注意:各表项的排序不一定按照分区地址的大小进行排序
🕮 4 总结
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