国庆日记500字
内存管理与虚拟内存管理知识点总结
●内存管理概念
●内存管理的基本原理和要求
●内存管理的主要功能
●内存空间的分配与回收。由操作系统完成主存储器空间的分配与管理。
●地址转换。把逻辑地址转换成为物理地址。
汽车省油●内存空间的扩充。
宠物用品商城●内存共享。
●存储保护。保证各道作业在各自的存储空间内运行，互不干扰。
●1.程序的链接与装入
●从写程序到程序运行
●编译：由编译程序将用户源代码编译成若干个目标模块（编译就是把高
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级语言翻译为机器语言）
●链接：由链接程序将编译后形成的一组目标模块，以及所需库函数链接
在一起，形成一个完整的装入模块
●装入（装载）：由装入程序将装入模块装入内存运行
●链接的三种方式（将各个目标模块（都是从0开始）形成一个装入模块，装
入模块的地址为逻辑地址，从0开始——形成逻辑地址）
●1. 静态链接
●在程序运行之前，先将各目标模块及它们所需的库函数连接成一个完
整的可执行文件（装入模块），之后不再拆开。需要解决两个问题：
1，修改相对位置（每个目标模块都是从0开始的相对地址，现在要
要统一为一个地址），2，变换外部调用符号，（将每个模块中所用
的外部调用符号也都变换为相对地址）。
●2.装入时动态链接
●将各目标模块装入内存时，边装入边链接的链接方式。优点是：便于修
改和更新，便于实现对目标模块的共享。
●3.运行时动态链接
●在程序执行中需要该目标模块时，才对它进行链接。优点是：能加快程
中国诺贝尔奖获得者序装入的过程，还可以节省大量时间。
●装入的三种方式（将装入逻辑地址与物理地址的相转换）——形成物理地址
●绝对装入（装入前转换从物理地址）
●在编译时，如果知道程序将放到内存中的哪个位置，编译程序将产生
绝对地址的目标代码。装入程序按照装入模块中的地址，将程序和数
据装入内存。
●静态重定位（边装入，边转换为物理地址，一次性装入）
●又称可重定位装入。编译、链接后的装入模块的地址都是从0开始的，
指令中使用的地址、数据存放的地址都是相对于起始地址而言的逻辑
地址。可根据内存的当前情况，将装入模块装入到内存的适当位置。
装入时对地址进行“重定位”，将逻辑地址变换为物理地址（地址变换
是在装入时一次完成的，通过修改装配模块中的有关使用地址的指
令）。静态重定位的特点是在一个作业装入内存时，必须分配其要求
的全部内存空间（必须连续，不适合离散分配），如果没有足够的内
存，就不能装入该作业。作业一旦进入内存后，在运行期间就不能再
移动，也不能再申请内存空间。
●动态重定位（运行后需要哪一部分才装入哪一部分，并且转换物理地址）
●又称动态运行时装入。编译、链接后的装入模块的地址都是从0开始
的。装入程序把装入模块装入内存后，并不会立即把逻辑地址转换为
物理地址，而是把地址转换推迟到程序真正要执行时才进行（在作业
运行过程中执行到一条访存指令时，在转换地址）。
●因此装入内存后所有的地址依然是逻辑地址。
●这种方式需要一个重定位寄存器的支持。
●并且可将程序分配到不连续的存储区中；
●在程序运行前只需装入它的部分代码即可投入运行，然后在程序运行
期间，根据需要动态申请分配内存；
●便于程序段的共享，可以向用户提供一个比存储空间大得多的地址空
间。
●2.逻辑地址与物理地址
●逻辑地址：程序经过编译、链接后生成的指令中指明的是逻辑地址（相对地
址），即：相对于进程的起始地址而言的地址
●物理地址：内存中物理单元的集合，它是地址转换的最终地址。
●3.进程的内存映像
●代码段：程序的二进制代码段
●数据段：包括全局变量和静态变量
●代码段和数据段在调入内存时就指定了大小。
●进程控制块（PCB）：存放在系统区（常驻内存，即使挂起也在内存）
●堆：存放动态分配的变量。通过malloc函数动态的向高地址分配空间。
●栈：用来实现函数调用。从用户空间的最大地址向低地址方向增长。
●4.内存保护
●方法一：在CPU中设置一对上、下限寄存器，存放进程的上、下限地址。
进程的指令要访问某个地址时，CPU检查是否越界。
●方法二：采用重定位寄存器（又称基地址寄存器）和界地址寄存器（又称限
长寄存器）进行越界检查。重定寄存器中存放的是进程的起始物理地址。界
地址寄存器中存放的是进程的最大逻辑地址。（先界址寄存器按逻辑地址检
查是否越界，再用基址寄存器得到物理地址）
●重定位寄存器是用来加的，界地址寄存器是用来比的，先比后加
●加载重定位寄存器和界地址寄存器必须使用特权指令，只有操作系统内核才
可以加载或修改这两个寄存器。
●5.内存共享
●只有那些可读区域才可以共享。
●可重入代码又称纯代码，是一种允许多个进程同时访问但不允许被任何进程
修改的代码
●在实际执行时，也可以为每个进程配以局部数据区，把在执行中可能发生改
变的部分复制到该数据区。
●6.内存分配与回收
●由单一连续配发展到固定分区分配（操作系统单道到多道）
●由固定分区分配发展到动态分区分配（适应不同大小的程序要求）
●由连续分配方式发展到离散分配方式——页式存储管理（提高内存利用率）
●分段式存储管理（便于用户，便于共享）
●连续分配管理方式
●连续分配：指为用户进程分配的必须是一个连续的内存空间。
●内部碎片：分配给某进程的内存区域中，如果有些部分没有用上，就称为内部
碎片。
●外部碎片：是指内存中的某些空闲分区由于太小而难以利用。
●单一连续分配
●原理：在单一连续分配方式中，内存被分为系统区和用户区。系统区通常位
于内存的低地址部分（供操作系统·使用），用于存放操作系统相关数据；
用户区用于存放用户进程相关数据。内存中只能有一道用户程序，用户程序
独占整个用户区空间。
●优点：实现简单；无外部碎片；可以采用覆盖技术扩充内存；不需要采取内
存保护（eg：早期的 PC 操作系统 MS-DOS）。
●缺点：只能用于单用户、单任务的操作系统中；有内部碎片；存储器利用率
极低。
●固定分区分配
●原理：是将整个用户空间划分为若干个固定大小的分区，在每个分区中只装
入一道作业
●划分分区时有两种不同的方法
●分区大小相等：程序太小会造成浪费，程序太大无法装入，
●分区大小不等：划分为多个较小分区，适量的中等分区，少量大分区
●操作系统需要建立一个数据结构——分区说明表，来实现各个分区的分配与
回收。每个表项对应一个分区，通常按分区大小排列。每个表项包括对应分区的大小、起始地址、状态（是否已分配）。
●优点：实现简单，无外部碎片。（可用于多道程序设计）
●缺点：a. 当用户程序太大时，可能所有的分区都不能满足需求，此时不得不
采用覆盖技术来解决，但这又会降低性能；b. 会产生内部碎片，内存利用率低。
●动态分区分配（可变分区分配）
●原理：这种分配方式不会预先划分内存分区，而是在进程装入内存时，根据
进程的大小动态地建立分区，并使分区的大小正好适合进程的需要。因此系统分区的大小和数目是可变的。（eg：假设某计算机内存大小为 64MB，系统区 8MB，用户区共56 MB…）
●动态分区分配没有内部碎片，但是有外部碎片。
●如果内存中空闲空间的总和本来可以满足某进程的要求，但由于进程需要的
是一整块连续的内存空间，因此这些“碎片”不能满足进程的需求。可以通过紧凑（拼凑，Compaction）技术来解决外部碎片。（需要动态重定位寄存器的支持）
●回收空闲分区的四种情况
●情况一：回收区的后面有一个相邻的空闲分区，两个相邻的空闲分区合
并为一个，并修改后一分区表项的始址和大小
●情况二：回收区的前面有一个相邻的空闲分区，两个相邻的空闲分区合
并为一个，并修改前一分区表项的大小为两者之和
●情况三：回收区的前、后各有一个相邻的空闲分区，三个相邻的空闲分
区合并为一个，修改前一分区表项的大小为三者之和，取消后一分区表
项
●情况四：回收区的前、后都没有相邻的空闲分区，新增一个表项注：各
表项的顺序不一定按照地址递增顺序排列，具体的排列方式需要依据动
态分区分配算法来确定。
●动态分区分配算法
●首次适应算法（通常为最好和最快）
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●算法思想：每次都从低地址开始查，到第一个能满足大小的空闲分
区。
●如何实现：空闲分区以地址递增的次序排列。每次分配内存时顺序查
空闲分区链（或空闲分区表），到大小能满足要求的第一个空闲分区。
●最佳适应算法（有外部碎片）
●算法思想：由于动态分区分配是一种连续分配方式，为各进程分配的空
间必须是连续的一整片区域。因此为了保证当“大进程”到来时能有连续
的大片空间，可以尽可能多地留下大片的空闲区，即，优先使用更小的
空闲区。
●如何实现：空闲分区按容量递增次序链接。每次分配内存时顺序查空
闲分区链（或空闲分区表），到大小能满足要求的第一个空闲分区
●缺点：每次都选最小的分区进行分配，会留下越来越多的、很小的、难
以利用的内存块。因此这种方法会产生很多的外部碎片。
●最坏适应算法（不利于大进程）
●算法思想：为了解决最佳适应算法的问题——即留下太多难以利用的小
碎片，可以在每次分配时优先使用最大的连续空闲区，这样分配后剩余
的空闲区就不会太小，更方便使用。
●如何实现：空闲分区按容量递减次序链接。每次分配内存时顺序查空
闲分区链（或空闲分区表），到大小能满足要求的第一个空闲分区。
●缺点：每次都选最大的分区进行分配，虽然可以让分配后留下的空闲区
更大，更可用，但是这种方式会导致较大的连续空闲区被迅速用完。如
果之后有“大进程”到达，就没有内存分区可用了。
●邻近适应算法（不利于大进程）
●算法思想：首次适应算法每次都从链头开始查的。这可能会导致低地
址部分出现很多小的空闲分区，而每次分配查时，都要经过这些分区，因此也增加了查的开销。如果每次都从上次查结束的位置开始检索，就能解决上述问题。
●如何实现：空闲分区以地址递增的顺序排列（可排成一个循环链表）。
每次分配内存时从上次查结束的位置开始查空闲分区链（或空闲分
区表），到大小能满足要求的第一个空闲分区。
●首次适应算法每次都要从头查，每次都需要检索低地址的小分区。但
是这种规则也决定了当低地址部分有更小的分区可以满足需求时，会更
有可能用到低地址部分的小分区，也会更有可能把高地址部分的大分区
保留下来（最佳适应算法的优点）邻近适应算法的规则可能会导致无论
低地址、高地址部分的空闲分区都有相同的概率被使用，也就导致了高
地址部分的大分区更可能被使用，划分为小分区，最后导致无大分区可
用（最大适应算法的缺点）
●综合来看，四种算法中，首次适应算法的效果反而更好
●