文章目录
程序的链接与装入
程序的装入
目的：是将代码装入内存准备执行
- 绝对装入方式
- 可重定位装入方式：
- 动态运行时的装入方式：增加一个重定位寄存器，通过硬件完成地址的修正。真实地址等于逻辑地址+重定位寄存器上的地址
程序的链接
目的：将目标模块相对独立的地址空间合并成一个地址空间。
- 静态链接方式
- 对相对地址进行修改
- 变换外部调用符号
- 装入时动态链接
- 运行时动态链接
连续存储分配方式
目的：给每一个程序分配一片连续的存储空间，容量为程序运行时所需的最大空间。
指标：碎片率，越小越好。
单一连续分配
内存分为系统区和用户区
- 用户区一次只能装入一个程序运行
- 系统区装入操作系统
固定分区分配方式
将内存划分成固定数目的区域，如图所示：
为了实现内存的管理，需要建立固定分区表（数组实现）：
程序的大小和分区大小不能完全匹配，所以需要分配大于等于程序大小的内存，分区中浪费的空间称为内碎片
动态分区分配（***）
操作系统不预设固定数目分区，按照程序内存需求为其划分，内存中分区数目动态变化。
数据结构：
分配算法：
- 首次适应算法：空闲分区以地址递增的顺序排列，
每次从链首开始顺序查找，直到找到一个大小能满足要求的空闲分区为止。然后再按照程序的要求大小，从该空闲分区中划分出一块内存空间给请求者，余下的空闲部分仍留在空闲链表中。特点是低端或高端地址空间被频繁使用。 - 循环首次适应算法：在首次适应算法的基础上，
每次查找时从上次找到空闲分区的下一个空闲分区开始查找。特点是空闲分区使用均匀，但是会缺乏大的空闲分区。 - 最佳适应算法：能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业，避免"大材小用”。特点:分区按照大小顺序排列。
- 最差适应算法：每次从空闲分区中选择最大的空闲分区分配给程序，以便切割剩余的空闲分区空间更大。
切割操作会产生一些空间过小，总是不会分配给程序，这些空间被称作外碎片。
### 可重定位分区分配
紧凑：通过移动程序，将外碎片合并一个大的空闲分区
基本分页存储管理方式
离散分配的基本单位是页
页表
解决了逻辑地址到物理地址的转换的问题：
- 将程序逻辑地址空间划分成固定大小的页面;
- 内存划分成等大小的页框;
页表实现页面到页框的索引;- 页表项个数由程序的逻辑地址空间决定，页表项位数由页框起始物理地址位数决定。
记录了页面和页框号（每个页框的起始地址）的对应关系，如下图所示：
页表存储了页框的起始物理地址，需要一个连续的存储空间实现随机访问，对于逻辑地址相当于页号+页内偏移。
地址变换机构（***）
- 先让页号与页表基址相加得到页框号
- 再让页框号与页内偏移相加得到物理地址
基本分段存储管理方式
- 离散分配的基本单位是端
- 采用二维逻辑地址结构，由段号加段内偏移构成
段表
地址变换机构（***）
分页和分段的主要区别
- 页是信息的物理单位；段是信息的逻辑单位。
- 页大小固定；段大小不固定。
- 分页采用一维线性逻辑地址，分段采用二维逻辑地址。
虚拟存储器（***）
概念：虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器，其逻辑容量由内存容量和外存容量之和决定，运行速度接近于内存速度,每位成本接近外存。
虚拟存储器实现方法的硬件支持
分页请求系统
- 请求分页的页表机制
- 缺页中断机构
- 地址变换机构
分段请求系统
- 请求分段的端表机制
- 缺段中断机构
- 地址变换机构
页面置换算法（***）
页面中断：发生页面的置换
最佳置换算法（理想化）
置换以后永不使用或者最长时间不使用的页面
- 发生3次缺页中断和页面中断
先进先出页面置换算法
淘汰最先进入的页面，即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。
最近最久未使用置换算法（LRU）
选择最近最久未使用的页面予以淘汰，即当前使用次数最少的页面。
实现方式：
- 利用栈保存当前使用的各个页面的页面号,每当进程访问某页面时，便将该页面的页面号从栈中弹出，并将它压入栈顶。
因此，栈底是最近最久未使用的页面。 - 使用寄存器，每一次访问都会在寄存器加一，每次置换选择寄存器中次数最少的页面
clock置换算法
简单clock置换算法（最近未访问页面置换算法）
- 将所有的页面组成一个循环链表,并为每个页面添加一个访问位A。
- 当一个页面被访问时，将其A位设置为1。
- 置换过程是从pointer开始，若该页面的A位为1,将其设置为0,并使pointer指向下一个页面，直到找到A位为0的页面;若该页面的A位为0，则将其置换出内存，并用换入的页面占用换出页面的页框，使pointer指向下一个页面。
- 如果第一轮没有找到，则执行第二轮，由于第一轮将所有页面的A都设置为0，则一定能在第二轮找到
改进型clock置换算法
增加一个修改为M，页面状态可以分为四类：
- 1类(A=0，M=0) ，未访问未修改;
- 2类(A=0，M= 1)，未访问.已修改;
- 3类(A=1，M=0)，已访问未修改;
- 4类(A=1, M= 1) ，已访问已修改;
置换过程：
- 从pointer开始寻找1类页面，直到找到1类页面结束，或者扫描完一遍进入第II步。
- 从pointer开始寻找2类页面， 直到找到2类页面结束，或者扫描完一遍进入第I步。在本步每扫描完一个页面，须将页面的访问位修改为0。
- 重复l和II。(一 定可以找到置换的页。)
最近最少未使用（LFU）
在最近时期内选择使用次数最少的页面作为淘汰页