1 什么叫做虚拟内存
一个32位的PC，内存的最大容量不超过CPU的寻址范围是2^32B，即4G。如果完全装入一个桌面游戏程序所需要的内存为5G，是不是就不能好好玩耍？答案是否定的，可以使用虚拟内存技术。简单点说就是程序不需要全部装入即可运行，运行时根据需求动态调入数据，若内存不够还要换出部分数据。
那虚拟内存有哪些特征呢？1）多次性：无需在作用运行时候一次性全部装入内存，而是被运行多次调入内存；2）对换性：无需再作用运行时一直常驻内存，而是运行在作业运行过程中，将作业换出、换入。3）虚拟性：从逻辑上扩充了内存的容量，使用户看到的内存远大于实际的容量。
2 说说分段和分页
分段和分页都属于离散分配管理方式，即为用户进程分配的可以是一些分散的内存空间。
| 存储管理方式 | 定义 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| 分页 | 把进程分页，各个页面可以离散地放到各个内存块中 | 内存空间利用率高，不会产生外部碎片，只会有少量的页内碎片 | 不方便按照逻辑模块实现信息的共享和保护 |
| 分段 | 将地址空间按照程序自身的逻辑关系划分为若干段，每段从0开始编址。每个段在内存中占据连续空间，但隔段之间可以不相邻 | 很方便按照逻辑模块实现信息的共享和保护 | 如果段过大，为其分配很大的连续空间会很不方便。另外，段式管理会产生外部碎片（可以通过紧凑技术来解决碎片问题，但是时间代价比较大） |
3 四种动态分区分配算法的对比
动态分区分配属于连续分配管理方式之一，即为用户进程分配的必须是一个连续的内存空间。使用动态分区分配时，只有在进程装入内存时，才会根据进程大小动态地建立分区，并使分区的大小正好适合进程的需求。无论用以下哪种算法，都会产生很多外部碎片，虽繁可以用“紧凑”技术来处理，但是“紧凑”的时间代价很高。
| 算法 | 算法思想 | 分区排列顺序 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|---|
| 首次适应 | 从头到尾找到合适的分区 | 分区以地址递增次序排列 | 综合看性能最好，回收分区后一般不需要对空闲分区队列重新排序 | |
| 最佳适应 | 优先适应更小的分区，以保留更大的分区 | 空闲分区以容量递增次序排列 | 会有更多大的分区被保留下来，能满足大进程的需求 | 会产生很多太小的难以利用的碎片；算法开销大回收后可能需要对空闲分区队列进行重新排序 |
| 最坏适应 | 优先使用更大的分区，以防止产生太小不可用的碎片 | 空闲分区以容量递减次序排列 | 可以减少难以利用的小碎片 | 大的空闲分区容易被用完，不利于大进程；算法开销大回收后可能需要对空闲分区队列进行重新排序 |
| 邻近适应 | 由首次适应演化而来，每次从上次查找结束位置开始查找 | 空闲分区以地址递增次序排列（可排列成循环链表） | 不用每次都从低地址的小分区开始检索，同时算法开销也小 | 会使高地址的大空闲区也被用完 |
4 常见的页面置换算法
当内存不够时，操作系统负责将内存种暂时不用到的信息换出到外存。当访问的信息不再内存的时，操作系统需要将页面从外存调入内存后，程序才能继续执行。因此，某个时刻，进程中某个页面的调入调出问题，就需要通过页面置换算法来解决。
| 算法 | 算法规则 | 优缺点 |
|---|---|---|
| 最佳置换算法（OPT） | 优先淘汰最长时间内不会被访问的页面 | 缺页率最小，性能最好，但无法实现 |
| 先进先出置换算法（FIFO） | 优先淘汰最先进入内存的页面 | 实现简单，但性能很差，因为最早进去的页面可能是较频繁使用的页面 |
| 最近最久未使用置换算法(LRU) | 优先淘汰最近最久没访问的页面 | 性能很好，但需要硬件支持，算法开销大 |
| 时钟置换算法（CLOCK） | 循环扫描各页面，第一轮淘汰访问位为0，且将扫描过的页面访问位改为1。若第一轮没选中，则进行第二轮扫描 | 实现简单，算法开销小；但未考虑页面是否被修改过 |
| 改进型的时钟置换算法（改进型CLOCK） | 若用（访问位， 修改位）的形式表述，则第一轮：淘汰(0,0); 第二轮：淘汰(0,1);并将扫描过的页面访问位置为0;第三轮：淘汰(0,0);第四轮：淘汰(0,1); | 算法开销小，性能也不错 |
5参考文献
1） 王道考研操作系统视频
2） Andrew S·Tanenbaum 著，《现代操作系统》，第三版本，机械工业出版社
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