計算機操做系統 - 內存管理

計算機操做系統 - 內存管理

• 計算機操做系統-內存管理

  • 內存管理

    • 2.一、虛擬內存管理

      • 2.1.一、虛擬內存概念
      • 2.1.二、頁面置換算法
        • 2.1.2.一、先進先出策略
        • 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、物理內存管理

內存管理

分頁系統地址映射

內存管理單元（MMU）管理着地址空間和物理內存的轉換，其中的**頁表（Page table）存儲着頁（程序地址空間）和頁框（物理內存空間）**的映射表。

一個虛擬地址分紅兩個部分，一部分存儲頁面號，一部分存儲偏移量。

下圖的頁表存放着 16 個頁，這 16 個頁須要用 4 個比特位來進行索引定位。例如對於虛擬地址（0010 000000000100），前 4 位是存儲頁面號 2，讀取表項內容爲（110 1），頁表項最後一位表示是否存在於內存中，1 表示存在。後 12 位存儲偏移量。這個頁對應的頁框的地址爲 （110 000000000100）。

2.一、虛擬內存管理

虛擬內存管理包括：虛擬內存概念、請求分頁管理方式、頁面置換算法、頁面分配策略、工做集和抖動。

2.1.一、虛擬內存概念

mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA…

虛擬內存是一種存儲模式，經過這種模式能讓咱們有種感受，即：咱們的內存自己可以處理遠比內存大的多的數據或者文件。

虛擬內存可以處理比自己更大的數據的原理其實很是簡單，你能夠簡單理解爲按需加載，在操做系統裏面這種方式有個專有的稱呼：Demand Paging，這是虛擬內存管理的一種最多見的策略。

能這麼作的緣由是存儲在磁盤上的文件，在底層都會按照固定大小的page進行劃分，咱們在使用cpu處理磁盤上的文件的時候，並非一下會把整個文件都載入內存，而是當用到這部分數據的時候纔會去加載，也就是說一個page被拷貝進主內存的觸發機制是：

• 這塊數據須要被加載

• 當發生操做系統發起缺頁信號時

也就是說在虛擬內存裏面，咱們能夠開闢一個固定大小的區域用來處理相關的數據，在加載數據時，若是這個區域沒有滿，就直接讀滿，若是滿了以後，系統要讀取新的page時，會發現這個page不在虛擬內存裏面，就會發起一個缺頁信號，爲了讀取新的數據進入內存，咱們能夠釋放掉前面已經處理過的數據，而後加載新的page替代被淘汰數據的page佔的位置，被淘汰page的處理，咱們能夠直接丟棄，也能夠將其再次保存在磁盤上存儲，防止未來還須要讀取。

2.1.二、頁面置換算法

前面提到，若是在內存裏面申請的固定空間滿了，會淘汰一部分page而後替換爲新的page，這裏面的這個算法很是關鍵，算法的好壞決定了內存要和磁盤發生swap的次數，這個次數直接直接影響了程序的性能。

緩存驅逐（過時）算法經常使用的策略有三種，分別是：

github.com/CyC2018/CS-…

2.1.2.一、先進先出策略

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、物理內存管理

包括程序裝入等概念、交換技術、連續分配管理方式和非連續分配管理方式（分頁、分段、段頁式）。

2.2.一、分段