操作系统复习_存储管理

1、分页存储管理方式原理及地址映射过程
分页存储管理方式原理：
把进程空间和内存空间划分为等大小的小片，进程的小片叫做页，内存的小片叫做页框，页和页框大小相等。
进程以页为单位装入内存，进程以页框为单位分配使用。

地址映射过程：使用页面映射表记录页和页框的对应关系，也叫页表，



页式地址映射：虚拟地址->物理地址
就是说，物理地址和虚拟地址的页偏移是一样的，只需要找到页号和页框号对应关系即可。
如下所示：

2.虚拟存储技术(覆盖、交换)：
内存覆盖技术指的是在较小的内存运行较大的程序；把内存分区划分为了常驻区和覆盖区两种。

内存交换技术：内存不够时把程序写到磁盘上，当进程要运行时重新写入内存；
优点是：增加进程并发数，不考虑程序结构；
缺点是：换入换出增加CPU开销，交换单位太大(整个进程)

3.物理内存管理方式(位图、空闲链表)；
在内存动态分配过程中，操作系统必须对其进行管理。有两种方式跟踪内存使用情况：位图和空闲链表。
位图：内存被划分成一定大小的分配单元，每个单元对应位图中的一位；
特点：
(1)位图占用内存空间；
(2)分配单元的大小与位图的大小权衡困难；
(3)位图的搜索耗时；

另一种方式是链表(单链表或双链表)：

转载：链接

其中内存分配算法有：

首次适配算法：每次从表首开始搜索，直到找到一个足够大的空闲区，除非空闲区的大小和进程需求一样，否则将空闲区分成两部分，一部分供进程使用，另一部分形成新的空闲分区。
下次适配算法：对首次适配算法进行调整，记录上一次搜索停止位置，下一次搜索从这里开始。
最佳适配算法：搜索整个链表，找出能容纳进程的最小空闲区；
最差适配算法：找出能容纳进程的最大空闲区

4.页表的组成、TLB、页的大小

其中，页最基本的组成是页号和页框号的对应关系，还可以添加一些其他特性，页表的关键是映射页和页框的对应关系；
页表的作用是给出虚拟地址和物理地址之间的映射关系，内存管理单元MMU是完成映射
TLB：TLB就是我们所说的快表

快表是放在cache中的页表，慢表是放在内存中的页表；
关于具体可看我的这篇博客：操作系统_虚拟内存管理
页的大小：(合理调整页面大小)

6.常用页面置换算法及缺页率的计算(FIFO,LRU,时钟页面置换算法)

页面置换策略：
(1)固定分配局部置换
固定指的是进程生命周期中分配的物理块数不变，局部置换指的是他只能置换自己的页框，不能管理不属于自己的页框；
(2)可变分配局部置换
(3)可变分配全局置换
(4)固定分配全局置换
因为固定分配后声明周期中分配的物理块数不变，全局置换后管理别的物理块没有任何意义；

页面置换算法：(以固定分配局部置换为例子)
OPT：理论最佳，实践中无法实现
FIFO：淘汰在内存中停留时间最长的页面；
LRU：淘汰最长时间未被使用的页面；
LFU：选择到当前时间为止访问次数最少的页面
仅以FIFO为例，如下所示

7.段式存储与页式存储的主要区别
进程分段：把进程按逻辑意义划分为多个段，每段有段名，长度不定，进程由多段组成；

特点：
以段位单位装入，每段分配连续的内存；
但是段和段不要求相邻；
段表：记录每段在内存中映射的位置


就是说即使分段，每段仍有可能还是很大。

段与页的区别：
段长可变；页面大小固定；(逻辑划分，大小不限制)
段的划分有意义；页面无意义；(逻辑划分)
段方便共享；页面不方便共享；(就是关键在于段只用把整个段共享即可，而页是把几个页框划分为共享的，比段麻烦)
段用户可见；页面用户不可见(理解为段是逻辑分段，自己可以根据是什么逻辑判断是哪段？？？不确定)
段偏移有溢出；页面偏移无溢出；(段的偏移就段的大小，因为没有限制，可能会很大而溢出)