三、计算机体系结构与内存体系、内存分配

一、计算机体系结构

计算机硬件由CPU、存储器和IO设备构成,由总线连接

三、计算机体系结构与内存体系、内存分配

二、内存层次

内存层次指CPU访问的指令或者数据所处的位置,CPU能访问CPU芯片内的寄存器和cache,OS无法管理,cache和寄存器速度快,但是容量小,主存容量较大,但掉电后数据或者指令丢失,,磁盘容量最大,但速度最慢。MMU为内存管理单元

三、计算机体系结构与内存体系、内存分配

三、操作系统的内存管理

  1. 抽象,逻辑地址空间;
  2. 保护,独立地址空间;
  3. 共享,访问相同内存;
  4. 虚拟化,更多的地址空间,最需要的数据放在内存中,暂时不需要的放在磁盘。

三、计算机体系结构与内存体系、内存分配

如:上图中的P2、P3和P4的相关数据被放在磁盘中。程序看到的空间是逻辑地址空间,主存和磁盘是物理地址空间。

操作系统管理内存的不同机制: 
程序重定位,分段,分页,虚拟内存( 目前多数系统(如Linux)采用按需页式虚拟存储)

管理的实现高度依赖于硬件,要知道内存架构,MMU(内存管理单元)——硬件组件中负责处理CPU的内存访问请求