计算机 存储管理
计算机操作系统第四章-存储器管理
第四章存储器管理第0节存储管理概述一、存储器的层次结构1、在现代计算机系统中，存储器是信息处理的来源与归宿，占据重要位置。
但是，在现有技术条件下，任何一种存储装置，都无法从速度、容量、是否需要电源维持等多方面，同时满足用户的需求。
实际上它们组成了一个速度由快到慢，容量由小到大的存储装置层次。
2、各种存储器•寄存器、高速缓存Cache：少量的、非常快速、昂贵、需要电源维持、CPU可直接访问；•内存RAM：若干(千)兆字节、中等速度、中等价格、需要电源维持、CPU可直接访问；•磁盘高速缓存：存在于主存中；•磁盘：数千兆或数万兆字节、低速、价廉、不需要电源维持、CPU 不可直接访问；由操作系统协调这些存储器的使用。
二、存储管理的目的1、尽可能地方便用户；提高主存储器的使用效率，使主存储器在成本、速度和规模之间获得较好的权衡。
(注意cpu和主存储器，这两类资源管理的区别)2、存储管理的主要功能：•地址重定位•主存空间的分配与回收•主存空间的保护和共享•主存空间的扩充三、逻辑地址与物理地址1、逻辑地址(相对地址，虚地址)：用户源程序经过编译/汇编、链接后，程序内每条指令、每个数据等信息，都会生成自己的地址。
●一个用户程序的所有逻辑地址组成这个程序的逻辑地址空间(也称地址空间)。
这个空间是以0为基址、线性或多维编址的。
2、物理地址(绝对地址，实地址)：是一个实际内存单元(字节)的地址。
●计算机内所有内存单元的物理地址组成系统的物理地址空间，它是从0开始的、是一维的；●将用户程序被装进内存，一个程序所占有的所有内存单元的物理地址组成该程序的物理地址空间(也称存储空间)。
四、地址映射(变换、重定位)当程序被装进内存时，通常每个信息的逻辑地址和它的物理地址是不一致的，需要把逻辑地址转换为对应的物理地址----地址映射；地址映射分静态和动态两种方式。
1、静态地址重定位是程序装入时集中一次进行的地址变换计算。
物理地址= 重定位的首地址+ 逻辑地址•优点：简单，不需要硬件支持；•缺点：一个作业必须占据连续的存储空间；装入内存的作业一般不再移动；不能实现虚拟存储。
存储管理实验报告
存储管理实验报告一、实验目的1.了解存储管理的概念及作用；2.掌握存储管理的基本操作和技术；3.熟悉常见的存储管理工具和方法；4.分析存储管理对系统性能的影响。
二、实验内容1.了解存储管理的基本概念：存储管理是指对计算机中的存储器进行有效管理和利用的一种技术手段。
主要包括内存管理和外存管理两个方面。
2.学习常见的存储管理工具和方法：（1）内存管理方案：连续内存管理、非连续内存管理和虚存管理；（2）外存管理方案：磁盘存储管理、文件系统管理和缓存管理等。
3.实际操作存储管理工具：（1）使用操作系统的内存管理工具，如Windows的任务管理器和Linux的top命令等，查看内存使用情况和进程占用的内存大小；（2）使用磁盘管理工具，如Windows的磁盘管理器和Linux的fdisk命令等，查看磁盘的分区情况和使用状况；（3）使用文件系统管理工具，如Windows的资源管理器和Linux的ls命令等，查看文件和目录的存储和管理状态。
4.分析存储管理对系统性能的影响：（1）使用性能监控工具，如Windows的性能监视器和Linux的sar 命令等，实时监测系统的内存、磁盘和文件系统等性能指标；（2）对比不同存储管理方案的优缺点，分析其对系统性能的影响；（3）根据实验结果提出优化存储管理的建议。
三、实验步骤1.阅读相关文献和资料，了解存储管理的基本概念和原理；2.使用操作系统的内存管理工具，查看当前系统内存的使用情况；3.使用操作系统的磁盘管理工具，查看当前系统磁盘的分区情况；4.使用操作系统的文件系统管理工具，查看当前系统文件和目录的存储和管理状态；5.使用性能监控工具，实时监测系统的内存、磁盘和文件系统等性能指标；6.根据实验结果，分析存储管理对系统性能的影响；7.结合实验结果，提出优化存储管理的建议。
四、实验结果1.使用内存管理工具查看系统内存使用情况，发现部分进程占用内存过高，导致系统运行缓慢；2.使用磁盘管理工具查看系统磁盘分区情况，发现磁盘分区不合理，造成磁盘空间利用率较低；3.使用文件系统管理工具查看文件和目录的存储和管理状态，发现有大量重复和冗余的文件，需要进行清理和整理；4.使用性能监控工具实时监测系统的性能指标，发现内存和磁盘的利用率较高，需要优化存储管理。
操作系统存储管理实验报告
操作系统存储管理实验报告一、实验目的操作系统的存储管理是计算机系统中非常重要的组成部分，它直接影响着系统的性能和资源利用率。
本次实验的目的在于深入理解操作系统中存储管理的基本原理和方法，通过实际操作和观察，掌握存储分配、回收、地址转换等关键技术，并对不同存储管理策略的性能进行分析和比较。
二、实验环境本次实验在 Windows 10 操作系统下进行，使用 Visual Studio 2019 作为编程环境，编程语言为 C+＋。
三、实验内容（一）固定分区存储管理1、原理固定分区存储管理将内存空间划分为若干个固定大小的分区，每个分区只能装入一道作业。
分区的大小可以相等，也可以不等。
2、实现创建一个固定大小的内存空间数组，模拟内存分区。
为每个分区设置状态标志（已分配或空闲），并实现作业的分配和回收算法。
3、实验结果与分析通过输入不同大小的作业请求，观察内存的分配和回收情况。
分析固定分区存储管理的优缺点，如内存利用率低、存在内部碎片等。
（二）可变分区存储管理1、原理可变分区存储管理根据作业的实际需求动态地划分内存空间，分区的大小和数量是可变的。
2、实现使用链表或数组来管理内存空间，记录每个分区的起始地址、大小和状态。
实现首次适应、最佳适应和最坏适应等分配算法，以及分区的合并和回收算法。
3、实验结果与分析比较不同分配算法的性能，如分配时间、内存利用率等。
观察内存碎片的产生和处理情况，分析可变分区存储管理的优缺点。
（三）页式存储管理1、原理页式存储管理将内存空间和作业都划分为固定大小的页，通过页表将逻辑地址转换为物理地址。
2、实现设计页表结构，实现逻辑地址到物理地址的转换算法。
模拟页面的调入和调出过程，处理缺页中断。
3、实验结果与分析测量页式存储管理的页面置换算法（如先进先出、最近最少使用等）的命中率，分析其对系统性能的影响。
探讨页大小的选择对存储管理的影响。
（四）段式存储管理1、原理段式存储管理将作业按照逻辑结构划分为若干个段，每个段有自己的名字和长度。
操作系统-存储管理
操作系统-存储管理操作系统-存储管理一、引言存储管理是操作系统中重要的组成部分，它负责管理计算机系统中的存储器资源。
存储管理的任务包括内存分配、内存保护、内存回收等，通过有效的存储管理可以充分利用系统的存储资源，提高系统的运行效率和性能。
二、内存层次结构1、主存储器主存储器是计算机系统中最主要的存储器，它用于存放正在运行的程序和数据，是CPU直接访问的存储器。
主存储器一般被划分为若干个固定大小的块，每个块被称为一页，每一页可以存放一个进程的一部分或全部。
2、辅助存储器辅助存储器是主存储器的扩展，主要用于存储大容量的数据和程序。
辅助存储器包括硬盘、磁带等设备，其访问速度比主存储器慢，但容量较大。
三、内存管理1、内存分配方式a：静态分配静态分配是指在程序运行之前，就确定了程序在内存中的位置。
静态分配的优点是简单高效，但是会浪费存储资源。
b：动态分配动态分配是指程序在运行时，根据需要动态分配内存。
动态分配的优点是灵活高效，但是需要额外的内存管理开销。
2、内存管理算法a：首次适应算法首次适应算法是按照内存块的起始地质逐一查找，找到第一个大小大于等于要求的空闲的内存块进行分配。
b：最佳适应算法最佳适应算法是在所有满足要求的内存块中选择大小最小的内存块进行分配。
c：最差适应算法最差适应算法是在所有满足要求的内存块中选择大小最大的内存块进行分配。
3、内存保护内存保护是指通过访问权限控制，确保每个进程只能访问自己分配的内存空间，防止进程之间的干扰。
4、内存回收内存回收是指当进程不再使用某些内存空间时，将其释放给系统以便后续的内存分配。
内存回收可以通过标记清除算法、引用计数算法等方式实现。
四、虚拟内存管理1、虚拟内存机制虚拟内存是一种扩展的内存管理技术，它通过将部分程序或数据装入主存储器，并实现从辅助存储器到主存储器的动态迁移，提高了计算机系统的运行性能。
2、页面置换算法页面置换算法是指当主存储器已满时，需要置换出某些页面到辅助存储器中，以便为新的页面腾出空间。
计算机存储设备的管理和维护方法
计算机存储设备的管理和维护方法随着计算机技术的不断发展，计算机存储设备在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
无论是个人电脑、服务器还是移动设备，存储设备都是我们重要的数据存储和传输工具。
然而，由于使用不当或者长期使用，存储设备可能会出现各种问题，影响我们的工作和生活。
因此，了解存储设备的管理和维护方法至关重要。
首先，我们需要了解存储设备的基本知识。
常见的存储设备包括硬盘、固态硬盘（SSD）、U盘和光盘等。
硬盘是我们最常见的存储设备，它使用磁性材料记录数据。
而SSD则使用闪存芯片来存储数据，具有更高的读写速度和更低的能耗。
U盘是一种便携式存储设备，使用闪存芯片存储数据。
光盘则使用光学技术来读取和写入数据。
管理存储设备的第一步是合理分配存储空间。
对于硬盘和SSD来说，我们可以通过分区和格式化来进行空间分配。
分区可以将硬盘或SSD划分为多个逻辑驱动器，每个驱动器可以独立使用。
格式化则是为分区创建文件系统，使其能够存储和管理文件。
在分配存储空间时，我们需要根据不同的需求和用途来合理划分空间，例如将系统文件和用户文件分开存储，以提高系统性能和数据安全性。
其次，定期清理存储设备是保持其良好性能的关键。
随着时间的推移，存储设备上会积累大量的临时文件、垃圾文件和无用的数据。
这些文件不仅占用了宝贵的存储空间，还可能导致系统运行缓慢。
因此，我们应该定期清理存储设备，删除这些无用文件。
操作系统通常提供了清理工具，例如Windows系统的磁盘清理工具和Mac系统的优化存储功能。
此外，还可以使用第三方工具来进行更全面的清理和优化。
另外，存储设备的安全性也需要我们关注和保护。
首先，我们应该定期备份重要的数据。
无论是硬盘、SSD还是U盘，都有可能出现故障或者数据丢失的情况。
通过定期备份数据，我们可以在出现问题时及时恢复数据，避免重要信息的丢失。
备份可以使用外部存储设备，如移动硬盘或云存储服务。
其次，我们应该使用安全的存储设备密码保护重要数据。
《操作系统》存储管理实验报告
《操作系统》存储管理实验报告操作系统是计算机系统中最基础、最核心的软件之一，负责管理计算机硬件资源和提供资源的分配与调度。
而存储管理是操作系统中的重要组成部分，它负责管理计算机的内存，包括内存的分配、回收、保护等操作。
本文将针对存储管理进行实验，并撰写实验报告。
本次实验主要涉及以下内容：内存的分配与回收、内存的保护。
实验过程中，我首先根据操作系统的要求，设计了相应的算法用于内存的分配与回收。
并通过编写程序，验证了算法的正确性。
随后，我进一步研究了内存的保护机制，通过设置访问权限位和访问控制表，实现了对内存的合理保护。
在内存的分配与回收方面，我设计了一种简单的算法，首次适应算法。
具体实现如下：首先，将内存分为若干个块，每个块的大小为固定值。
当需要分配内存时，首先遍历内存块列表，找到第一个大小合适的块，将其分配给进程。
当进程终止时，将其占用的内存块回收，以便后续进程使用。
通过编写程序进行测试，结果表明该算法能够正确地进行内存的分配与回收。
在内存的保护方面，我采用了访问权限位和访问控制表的方式进行。
具体实现如下：首先，为每个进程分配一组访问权限位，记录了该进程能够访问的内存区域。
同时，设置一个访问控制表，记录了每个内存块的权限。
当进程访问一些内存块时，首先检查该进程的访问权限位，再与访问控制表中的权限进行比较，以确定该进程是否有权限访问该内存块。
通过编写程序进行测试，证明了该机制能够有效地保护内存。
总结来说，本次实验主要涉及了操作系统中的存储管理部分，包括内存的分配与回收、内存的保护。
通过设计算法和编写程序，我成功地实现了这些功能，并验证了其正确性。
通过本次实验，我进一步加深了对操作系统存储管理的理解，提高了编程和设计的能力。
计算机基础知识认识计算机系统的存储管理和文件系统
计算机基础知识认识计算机系统的存储管理和文件系统计算机基础知识：认识计算机系统的存储管理和文件系统计算机是我们日常生活中不可或缺的工具之一，而要了解计算机系统的运行原理，我们需要认识计算机系统的存储管理和文件系统。
存储管理是指计算机中数据和程序的存储方式，而文件系统则是计算机对文件的管理和组织方式。
本文将介绍计算机存储管理和文件系统的基本概念和原理。
一、存储管理存储管理是计算机系统中重要的组成部分，它负责管理计算机的存储空间，并为各种应用程序和操作系统提供数据和程序的存取功能。
在计算机系统中，存储器分为主存和辅助存储器两个层次。
1. 主存主存是计算机系统中最重要的存储器，它用于存放运行中的程序和数据。
主存按照字节进行寻址，每个字节都有唯一的地址。
主存的容量决定了计算机可以同时存储的程序和数据的大小。
主存的速度较快，但容量有限。
2. 辅助存储器辅助存储器是主存的补充，用于存储大量的程序和数据。
辅助存储器的容量较大，但速度较慢。
常见的辅助存储器有硬盘、固态硬盘和光盘等。
辅助存储器与主存之间进行数据的传输，这需要涉及到数据的缓冲和页面置换等算法。
二、文件系统文件系统是计算机系统中对文件进行管理和组织的机制。
文件系统负责文件的存储、命名、存取和保护等操作。
在文件系统中，文件按照目录进行组织，并使用文件名来唯一标识。
文件系统使用文件控制块（FCB）来描述文件的属性和存储位置。
1. 文件的层次结构文件系统通过目录的层次结构来组织文件。
目录可以包含子目录和文件，形成树状结构。
这样可以方便地对文件进行分类和组织。
文件系统中的每个目录和文件都有唯一的路径名，以便于查找和访问。
2. 文件的存储方式文件系统可以采用顺序存储、索引存储和链接存储等方式来存储文件。
顺序存储是将文件中的数据按照顺序存放在存储介质上，适用于顺序访问的场景。
索引存储是通过建立索引表来记录文件中数据的存储位置，适用于随机访问的场景。
链接存储是通过链表的方式组织文件的数据块，适用于变长文件和动态存储的场景。
操作系统的主要功能包括处理机管理存储管理
操作系统的主要功能包括处理机管理和存储管理1. 引言操作系统是计算机系统中必不可少的核心软件之一，它主要负责管理计算机硬件资源以及为应用程序提供一个良好的运行环境。
操作系统具有多项重要功能，其中最重要的包括处理机管理和存储管理。
本文将详细介绍这两个功能，并探讨它们在操作系统中的作用。
2. 处理机管理处理机管理是操作系统的一项重要功能，它负责对计算机的CPU资源进行有效地调度和管理，以确保系统运行的高效性和公平性。
2.1 进程调度进程调度是处理机管理的核心内容之一。
当多个应用程序同时运行时，操作系统要合理地分配CPU的执行时间，以确保每个应用程序都能得到公平的处理器时间片。
常见的调度算法包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。
2.2 进程同步与互斥在操作系统中，可能会出现多个进程同时访问共享资源的情况，为了避免出现竞争条件和死锁等问题，操作系统需要提供进程同步与互斥的机制。
常用的同步和互斥方法包括信号量、互斥锁等。
2.3 进程通信操作系统还负责为不同的进程提供通信机制，以便它们能够进行有效的信息交换和共享。
常见的进程通信方式包括管道、消息队列、共享内存等。
3. 存储管理存储管理是操作系统的另一个重要功能，它负责对计算机的内存资源进行有效地分配和管理，以确保应用程序能够正常运行并充分利用内存空间。
3.1 内存分配操作系统需要分配和回收内存空间，以满足不同应用程序的需要。
常见的内存分配方式包括连续分配、非连续分配等。
3.2 内存保护与地址转换操作系统需要确保不同应用程序之间的内存空间是隔离的，以防止一个应用程序对其他应用程序的内存造成破坏。
此外，操作系统还负责将逻辑地址转换为物理地址，以实现有效的内存访问。
3.3 虚拟存储虚拟存储是现代操作系统的重要特性之一，它允许应用程序访问比实际物理内存更大的地址空间。
操作系统通过使用虚拟内存技术，将不常用的内存页面从内存中换出到磁盘上，以释放内存空间给其他应用程序使用。
简述存储管理的主要功能
简述存储管理的主要功能存储管理是计算机系统的一个重要组成部分，它负责管理计算机系统的存储器，包括内存和外部存储设备。
在计算机系统中，存储管理的主要功能包括以下几个方面：1.内存管理内存管理是存储管理的核心功能，它主要负责管理计算机系统的内存资源，包括内存的分配、释放、保护和共享等。
内存管理的主要任务是为正在运行的进程分配内存空间，并在进程结束时回收这些空间，以便其他进程可以使用。
内存管理还需要保护内存中的数据和指令，防止进程之间相互干扰和破坏。
内存管理的主要实现方式有两种：一种是固定分区法，另一种是动态分区法。
固定分区法将内存分为若干个固定大小的区域，每个区域可以分配给一个进程使用。
动态分区法则通过动态分配内存空间来满足进程的内存需求，每个进程可以获得一个可变大小的内存区域。
这两种内存管理方式都有其优缺点，需要根据不同的应用场景进行选择。
2.外部存储管理外部存储管理是指管理计算机系统的外部存储设备，如硬盘、U盘等。
外部存储设备通常具有较大的存储容量，可以用于存储大量的数据和文件。
外部存储管理的主要任务是为应用程序提供文件的读写服务，并管理存储设备中的文件系统。
外部存储管理的实现方式包括文件系统和数据库管理系统。
文件系统主要用于管理文件和目录，提供文件的读写服务。
文件系统通常采用层次结构来组织文件和目录，可以实现快速查找和访问文件。
数据库管理系统则主要用于管理数据，提供数据的查询、更新和删除等服务。
数据库管理系统通常采用关系模型来组织数据，可以实现高效的数据访问和管理。
3.虚拟存储管理虚拟存储是指在计算机系统中使用磁盘空间来扩展内存容量的技术。
虚拟存储管理的主要任务是将进程的部分数据和指令存储在磁盘上，以释放内存空间，从而提高内存利用率。
当进程需要这些数据和指令时，虚拟存储管理系统会将其从磁盘中载入内存。
虚拟存储管理的实现方式包括分页和分段两种。
分页是将内存和磁盘空间分为若干个固定大小的页，每个进程可以占用若干个页，进程所需的数据和指令可能分散在不同的页中。
简述存储管理的五大功能
简述存储管理的五大功能存储管理是计算机系统中的重要组成部分，它负责对计算机的存储器进行有效的管理和优化。
存储管理的五大功能包括内存分配与回收、内存保护、内存扩充、虚拟内存和文件管理。
一、内存分配与回收内存分配与回收是存储管理的基本功能之一。
计算机系统中的内存是有限的资源，需要根据应用程序的需求动态分配内存空间。
当一个进程结束或者释放了内存空间，系统需要将这部分空间回收，以便其他进程使用。
内存分配与回收的目标是高效利用内存资源，避免内存碎片化，提高系统的性能。
二、内存保护内存保护是指通过硬件和软件手段保护系统的内存不被非法访问和破坏。
计算机系统中的内存被划分为多个区域，不同的进程或用户只能访问自己被分配的内存空间，不能越界访问其他区域。
内存保护的目标是保障系统的安全性和稳定性，防止恶意程序对内存进行破坏。
三、内存扩充内存扩充是指通过一定的技术手段扩大计算机系统的内存容量。
在传统的计算机系统中，内存的容量是有限的，无法满足大规模应用程序的需求。
为了解决这个问题，可以通过多道程序设计、虚拟内存等技术手段来扩大内存的容量，提高系统的并发处理能力和运行效率。
四、虚拟内存虚拟内存是一种将物理内存和磁盘空间结合起来使用的技术。
它可以将暂时不被使用的部分数据或程序从内存中转移到磁盘上，以释放内存空间，让更多的程序能够运行。
虚拟内存的优点是可以大大提高系统的可用内存空间，并且可以提高程序的运行效率。
五、文件管理文件管理是指对计算机系统中的文件进行管理和组织。
文件是计算机系统中存储数据的重要方式，它们被组织成一种层次结构，并按照一定的规则进行存储、访问和管理。
文件管理的功能包括文件的创建、读取、写入、删除等操作，以及文件的共享、保护和安全等方面的管理。
存储管理的五大功能包括内存分配与回收、内存保护、内存扩充、虚拟内存和文件管理。
这些功能的合理实现可以提高计算机系统的性能和稳定性，使其能够更好地满足用户的需求。
在今后的计算机系统设计中，存储管理的优化将继续是一个重要的研究方向，以进一步提高系统的性能和可用性。
操作系统存储管理的基本功能
操作系统存储管理的基本功能1.引言1.1 概述概述部分的内容：操作系统存储管理是指操作系统对计算机系统中内存资源的有效利用和管理。
作为计算机系统的核心组成部分之一，存储管理在操作系统中起着至关重要的作用。
随着计算机技术的不断进步，计算机系统的存储容量和速度也在不断增长。
存储管理的目标是通过科学合理地分配、使用和回收内存资源，使得计算机系统能够更高效地运行。
在实际应用中，存储管理涉及到内存分配、地址映射、页面置换、内存保护和内存回收等一系列操作。
存储管理的基本功能主要包括：内存分配、地址映射和内存保护。
通过有效的内存分配算法，操作系统可以合理地将内存资源分配给不同的进程，以满足其运行所需。
地址映射则是将逻辑地址（进程所使用的地址）转换为物理地址（实际内存地址），实现内存的访问和存取。
内存保护则是通过权限控制机制，防止进程之间相互干扰或恶意访问他们之间的内存空间。
综上所述，操作系统存储管理的基本功能是确保计算机系统内存资源的高效利用和安全可靠的访问。
通过合理的内存分配、地址映射以及内存保护机制，操作系统可以有效地管理和控制系统中的内存资源，提高计算机系统的运行效率和稳定性。
文章结构部分的内容:文章结构是指文章的整体架构和组织方式。
本文主要包括引言、正文和结论三个部分。
1. 引言部分包括以下几个方面：1.1 概述：简要介绍操作系统存储管理的基本概念和作用，引发读者对该主题的兴趣。
1.2 文章结构：本部分，详细介绍文章的整体结构和各个部分的内容安排。
1.3 目的：说明撰写该篇文章的目的和意义，以及预期的阅读效果。
2. 正文部分是本文的核心部分，主要包括以下两个方面：2.1 存储管理的基本概念和作用：介绍存储管理的基本概念，如进程的地址空间、虚拟内存等；探讨存储管理的作用，如提高内存利用率、实现内存保护等。
2.2 存储管理的基本功能：详细介绍存储管理的基本功能，如内存分配与回收、地址映射和地址转换、页面置换算法等。
存储管理主要负责
存储管理主要负责存储管理是指对计算机系统中的存储器进行有效的管理和利用，以提高计算机系统的性能和效率。
存储管理是计算机系统中非常重要的一部分，它直接影响到计算机系统的运行效率和稳定性。
本文将从存储管理的概念、存储管理的作用、存储管理的方法和存储管理的发展趋势等方面进行探讨。
一、存储管理的概念存储管理是指对计算机系统中的存储器进行有效的管理和利用，以提高计算机系统的性能和效率。
存储管理包括内存管理和外存管理两个方面。
内存管理主要是对内存的分配、回收和保护等进行管理，而外存管理则是对硬盘等外部存储设备进行管理。
二、存储管理的作用存储管理的作用非常重要，它直接影响到计算机系统的运行效率和稳定性。
存储管理可以有效地利用计算机系统中的存储资源，提高计算机系统的性能和效率。
同时，存储管理还可以保护计算机系统中的数据和程序，防止数据丢失和程序崩溃等问题的发生。
三、存储管理的方法存储管理的方法主要包括内存管理和外存管理两个方面。
内存管理主要是通过内存分配、回收和保护等方式来管理内存资源。
外存管理则是通过文件系统、磁盘管理和缓存管理等方式来管理外部存储设备。
四、存储管理的发展趋势随着计算机技术的不断发展，存储管理也在不断地发展和完善。
未来的存储管理将更加注重数据的安全性和可靠性，同时还将更加注重存储资源的利用效率和性能优化。
此外，随着云计算和大数据技术的发展，存储管理也将面临更多的挑战和机遇。
存储管理是计算机系统中非常重要的一部分，它直接影响到计算机系统的运行效率和稳定性。
存储管理的发展趋势将更加注重数据的安全性和可靠性，同时还将更加注重存储资源的利用效率和性能优化。
存储管理概述
存储管理概述存储管理是指计算机系统中负责处理存储器资源的一组软件或硬件程序。
存储管理旨在协调计算机系统中的各种硬件和软件组件，以有效地管理和分配存储资源，以及确保数据和程序的完整性和安全性。
存储管理还负责确保计算机系统中的存储器能够在高负载时有效地运行，以及处理各种存储器故障。
存储管理通常由操作系统提供，其主要任务是为进程分配和管理内存、磁盘空间、网络存储等资源。
存储管理涉及到从物理存储器到逻辑文件的各个级别，因此需要准确和高效地跟踪数据的位置、类型和用途。
存储管理的主要任务包括：1.内存管理：内存管理负责为进程分配内存空间，并确保各个进程的内存空间不会相互干扰。
内存管理还负责将进程和物理存储器之间的逻辑地址映射到物理地址。
2.磁盘管理：磁盘管理负责处理磁盘上的文件和目录，并将它们存储在适当的位置。
磁盘管理还负责跟踪磁盘上的空间使用情况，并确保每个文件都有足够的空间存储。
3.文件管理：文件管理涉及到文件的创建、读取、写入、删除等操作。
该功能还包括文件的保护和权限设置、文件共享和协作等。
4.虚拟存储：虚拟存储是一种负责将进程的逻辑地址映射到物理地址的技术。
它通过将未使用的部分交换到磁盘上来扩展可用内存空间。
5.备份和恢复：备份和恢复负责在计算机系统上创建数据备份，并在需要时将数据恢复到计算机系统中。
这是确保数据完整性和安全性的关键部分。
6.缓存管理：缓存管理负责将频繁访问的数据保留在内存中，以避免频繁读写磁盘，从而提高系统的性能和响应速度。
存储管理是计算机系统中一个至关重要的组成部分，它的任务是确保计算机系统中的存储器资源能够被有效地管理和分配，并且能够提供高效的存储器服务。
存储管理的原理一种常见的存储管理原理是通过虚拟存储器实现内存扩展。
虚拟存储器通过将进程的逻辑地址映射到物理地址，使得进程拥有了更大的地址空间，同时可以节约物理内存。
虚拟存储器还通过页面替换算法，将部分未使用的页面换出到磁盘中，从而释放内存空间，使系统可以在更多的进程中进行加载和运行。
存储管理功能
存储管理功能存储管理是计算机系统重要的功能之一，它负责管理计算机系统中的各种存储设备，包括内存、硬盘、光盘等，以及对数据的读写、分配和回收等操作。
下面将介绍一些常见的存储管理功能。
首先，内存管理是存储管理的重要部分。
计算机系统中的内存是用于存放程序和数据的地方，它被分为多个固定大小的区域，每个区域称为一个内存块。
内存管理功能负责分配和回收内存块，以满足程序的运行需求。
它通过内存分配算法来确定哪些内存块可以分配给程序使用，哪些内存块已被占用，需要回收。
内存管理还可以进行内存的合并、分割和调整等操作，以提高内存利用效率。
其次，磁盘管理也是存储管理的重要部分。
磁盘是计算机系统中的非易失性存储设备，用于长期存储程序和数据。
磁盘管理功能负责分配和回收磁盘空间，以及管理文件和目录等信息。
它通过文件系统来组织和管理磁盘上的数据，包括文件的存储位置、大小和权限等信息。
磁盘管理还可以进行磁盘的格式化、分区和磁盘碎片整理等操作，以提高磁盘的性能和可靠性。
另外，存储管理还包括缓存管理和页面交换等功能。
缓存是计算机系统中的一种特殊的存储设备，用于加快数据的读写速度。
缓存管理功能负责决定哪些数据应该缓存到内存中，以及何时将数据从缓存中写回磁盘。
页面交换是一种虚拟内存管理技术，它通过将部分内存中的数据保存到磁盘上，以便为其他应用程序腾出内存空间。
页面交换功能根据需要把页面从磁盘读取到内存中，或者将页面从内存写回磁盘。
最后，存储管理还需要进行错误检测和修复等操作。
存储设备可能会出现各种故障，例如硬盘错误、内存错误等。
存储管理功能负责监测存储设备的状态，并进行错误检测和修复。
它可以通过备份和恢复来保护数据的安全性，以及通过纠错码等技术来修复数据的错误。
综上所述，存储管理功能是计算机系统中重要的功能之一。
它包括内存管理、磁盘管理、缓存管理、页面交换和错误检测修复等功能，以提高存储设备的利用效率和可靠性。
存储管理功能的优化对于提高计算机系统的性能和可用性具有重要意义。
存储管理分区分配算法
存储管理分区分配算法存储管理是操作系统中的一个重要组成部分，用于管理计算机的主存储器。
在计算机系统中，主存储器被划分为多个分区以便于存储和访问数据和程序。
分区分配算法是指如何合理地分配这些分区给不同的程序和进程使用，以提高系统的性能和效率。
本文将逐步回答关于存储管理分区分配算法的问题。
一、什么是存储管理分区分配算法？存储管理分区分配算法是操作系统为不同的程序和进程分配主存储器中的分区的一种策略。
它的主要目标是使用有效和高效的方式来管理和分配主存储器，以便能最大程度地满足不同程序和进程的存储需求。
二、为什么需要分区分配算法？在早期的计算机系统中，主存储器是连续的，没有被分为多个分区。
但随着计算机发展变得更加复杂和高效，主存储器的分区成为了必要之举。
分区的出现不仅可以提高系统的可用性和性能，还可以更好地满足不同程序和进程的存储需求。
分区分配算法的出现就是为了解决如何合理地分配这些分区给不同程序和进程使用的问题。
三、常见的存储管理分区分配算法有哪些？常见的存储管理分区分配算法包括以下几种：1. 首次适应算法（First-Fit）：该算法从主存空闲分区列表中选择第一个满足分配要求的空闲分区进行分配。
它的优点是简单且执行速度较快，但可能会导致大量的外部碎片。
2. 循环首次适应算法（Next-Fit）：该算法与首次适应算法类似，但不是从列表的头部开始查找空闲分区，而是从上一次分配的位置开始查找。
相对于首次适应算法，它可以减少外部碎片的产生，但执行速度略慢。
3. 最佳适应算法（Best-Fit）：该算法从主存空闲分区列表中选择最小的满足分配要求的空闲分区进行分配。
它的优点是能够尽量避免大块的外部碎片，但执行速度较慢。
4. 最坏适应算法（Worst-Fit）：该算法从主存空闲分区列表中选择最大的满足分配要求的空闲分区进行分配。
它的优点是可以减少外部碎片，但执行速度较慢。
四、如何选择适合的分区分配算法？选择适合的分区分配算法需要根据具体的应用场景和需求来进行判断。
操作系统-连续分配存储管理方式
操作系统-连续分配存储管理方式操作系统连续分配存储管理方式在计算机操作系统中，存储管理是一项至关重要的任务，它负责有效地管理计算机内存资源，以确保系统的高效运行和各种程序的正常执行。
连续分配存储管理方式是其中的一种常见方法，接下来让我们详细了解一下。
连续分配存储管理方式，顾名思义，就是为程序或进程分配连续的内存空间。
这种方式相对直观和简单，易于理解和实现。
首先，我们来谈谈单一连续分配。
在这种方式下，内存被分为系统区和用户区两部分。
系统区通常存放操作系统内核等关键系统程序，而用户区则只供一个用户程序使用。
这就好比一个房间被隔成了两个部分，一个部分是主人的私人空间，另一个部分则是留给客人的专属区域。
这种方式简单直接，但缺点也很明显，它只能用于单用户、单任务的操作系统，因为内存资源无法被多个程序共享，利用率较低。
接下来是固定分区分配。
这就像是把一个大房间提前划分成了几个固定大小的小房间。
每个小房间都有固定的大小，并且只能分配给大小合适的程序使用。
系统会预先将内存空间划分成若干个固定大小的分区，每个分区可以装入一个作业。
这种方式提高了内存的利用率，支持多道程序并发运行，但也存在一些问题。
比如，如果程序的大小小于分区的大小，就会造成内存空间的浪费，这就好比一个小个子住进了一个大房间，空间没有被充分利用。
而且，由于分区大小固定，缺乏灵活性，可能会出现大程序无法装入小分区的情况。
然后是动态分区分配。
这有点像一个灵活的仓库，根据货物的大小来随时调整存储空间。
在这种方式下，系统不会预先划分分区，而是在进程装入内存时，根据进程的实际需要，动态地划分出一块连续的内存空间分配给它。
当进程运行结束后，再将这块内存空间回收。
为了实现动态分区分配，系统通常需要使用一些数据结构来记录内存的使用情况，比如空闲分区表或者空闲分区链。
这种方式提高了内存的利用率，避免了固定分区分配中的一些浪费问题，但也带来了一些新的挑战。
比如说，随着进程的不断装入和退出，内存中会产生很多碎片，这些碎片可能很小，无法满足新进程的需求，从而导致内存的利用率降低。
计算机操作系统第七章 - 存 储 管 理
分页系统中的地址映射
图5-16 分页系统的地址转换机构 每个进程平均有半个页面的内部碎 片
页面尺寸
设进程的平均大小为s字节，页面尺寸为p字节 ，每个页表项占e字节。那么，每个进程需要的 页数大约为s/p，占用 s . e /p 字节的页表空间。 每个进程的内部碎片平均为p/2。 因此，由页表和内部碎片带来的总开销是： s . e /p+p/2
• • •
虚拟存储器的特征
① ② ③ ④
虚拟扩充。 部分装入。 离散分配。 多次对换。
地址重定位( 地址重定位(地址映射）
• • • • • • • • • • • •
MOV AX,1234 ；立即数寻址 MOV [1000],AX 存储器直接寻址 MOV BX,1002 ；立即数寻址 MOV BYTE PTR[BX],20 ；基址寻址 MOV DL,39 ；立即数寻址 INC BX ；寄存器寻址 MOV [BX],DL ；基址寻址 DEC DL ；寄存器寻址 MOV SI,3 ；立即数寻址 MOV [BX+SI],DL ；基址加变址寻址 MOV [BX+SI+1],DL ；基址+变址+立即数寻址 ；基址+变址+ MOV WORD PTR[BX+SI+2],2846 ；基址+变址+立即数寻址 ；基址+变址+
页面置换算法
页面置换
1．页面置换过程
图5-35 页面置换
需要解决的问题
• 系统抖动 • 缺页中断
•
在学汇编时，很多初学者对PC的寻址方式和很 在学汇编时，很多初学者对PC的寻址方式和很 不理解，甚至是很难理解。的确，这方面的知识 是很抽象的，需要比较强的空间想象能力。尤其 是我们在输入字符串时，那这些字符是如何进行 排列的呢？对于，这个问题，我相信很多初学者 也是很难想象是如何排列。但是，我可以这样比 喻：内存就是有很多栋“楼房” 喻：内存就是有很多栋“楼房”，“楼房”又是 楼房” 由“单元号”，“门户号”组成，那“楼房”就 单元号” 门户号”组成，那“楼房” 相当于内存地址的段地址，“单元号” 相当于内存地址的段地址，“单元号”就相当于 内存的的 偏移地址，“门户号(家)”就相当于“变 偏移地址，“门户号( 就相当于“ 地址”，而每个单元有16个 门户号( )",又当我 地址”，而每个单元有16个"门户号(家)",又当我 们找到"门户号( )"后 走进这个"门户号( )"就会 们找到"门户号(家)"后,走进这个"门户号(家)"就会 见到里面会有" ",而我们所说的人就是寄存器所 见到里面会有"人",而我们所说的人就是寄存器所 指的"内容" 指的"内容"了,
存储管理与文件系统
存储管理与文件系统存储管理是计算机系统中至关重要的一部分，它负责管理和组织计算机系统的存储资源，以实现高效的存取和处理数据的能力。
在计算机系统中，存储管理与文件系统密切相关，它们共同协作，以确保数据的安全性、可靠性和高效性。
本文将探讨存储管理和文件系统的基本概念、功能和机制，以及它们在计算机系统中的重要作用。
一、存储管理的概念和功能存储管理是一种用于管理计算机系统中存储资源的技术和方法，它包括存储器的分配、回收、保护和共享等功能。
存储管理的主要目标是提高存储资源的利用率和访问效率，并确保数据的完整性和安全性。
1. 存储器的分配和回收在计算机系统中，存储器的分配和回收是存储管理的基本功能之一。
存储器的分配是指将系统中的存储资源按需分配给不同的进程或任务使用，以满足其对存储资源的需求。
而存储器的回收则是指当某个进程或任务不再需要存储资源时，将其释放给系统以供其他进程或任务使用。
2. 存储器的保护和共享存储器的保护和共享是存储管理的另外两个重要功能。
存储器的保护是指通过访问控制机制，保护系统中的进程或任务不被非法访问或修改存储资源，以确保数据的安全性和完整性。
而存储器的共享是指多个进程或任务可以同时访问和共享存储资源，以提高系统的资源利用率和效率。
二、文件系统的概念和机制文件系统是计算机系统中用于组织和管理文件的一种机制，它提供了文件访问、存取和管理的接口和方法。
文件系统负责将文件组织成层次结构，以方便用户对文件进行操作和管理。
1. 文件的组织和管理文件系统通过层次目录结构的方式，将文件进行组织和管理。
文件系统使用树形结构来表示文件的层次关系，每个节点代表一个文件或目录，通过路径名唯一标识每个文件或目录。
文件系统提供了一组接口和方法，使用户可以对文件进行创建、打开、读取、写入和删除等操作。
2. 文件的存取和共享文件系统负责实现文件的存取和共享功能。
文件系统通过存储选址和文件块管理等技术，将文件存储在物理存储介质上，并提供读写接口供用户访问文件。
计算机四级之存储管理试题
计算机四级之存储管理试题计算机四级之存储管理试题导语：存储管理子系统是操作系统中最重要的组成部分之一，它的目的是便利用户使用和提高存储器利用率。
下面是关于存储管理的试题，欢迎参考!问题一：⑴ 存储管理的实质是什么?(对内存的管理，主要对内存中用户区进行管理)⑵ 多道程序中，为便利用户和充分利用内存以提高内存利用率，内存管理的任务是什么?(内存空间的安排和回收、内存空间的共享、存储爱护、地址映射、内存扩充)。
⑶ 如何实现存储爱护?⑷ 物理存储器分几类?(内存、外存、缓存)⑸ 虚存储器的含义是什么?(两层含义)⑹ 什么叫物理地址?什么叫规律地址?什么叫地址映射?地址映射分哪几类?(静态、动态)问题二：⑴ 怎样对内存进行分区?(静态、动态;等长、不等长)⑵ 依据分区状况，从如何实现进程的内存安排?⑶ 什么叫碎片?(零散的小空闲区) 怎样解决碎片问题?(紧凑技术)问题三：⑴ 存储管理方案有哪些?(分区管理、页式管理、段式管理、段页式管理、虚拟存储管理)⑵ 分区管理的基本思想是什么?主要缺点是什么?基本思想：将内存划分成若干连续的区域，称为分区，每个分区装入一个运行作业。
主要缺点：不能充分利用内存，也不能实现对内存的扩充。
⑶ 什么是固定分区?什么是可变分区?各有什么优缺点?⑷ 分区管理可以采纳的内存安排策略是什么?首先适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法。
⑸ 为实现地址映射和存储爱护，系统为用户程序供应了哪些寄存器?基址寄存器、限长寄存器;上界寄存器、下界寄存器。
问题四：⑴ 试述页式存储管理的`基本原理① 内存划分。
② 规律地址空间划分。
③ 页面大小。
④ 内存安排。
⑵ 试述页式存储管理的实现方法① 建立页表。
② 建立空闲页面表。
③ 硬件支持。
④ 地址映射过程。
⑶ 为了提高存取速度，可以使用快表技术。
试述这一技术是如何实现的?问题五：“段式存储管理”已考问题六：⑴ 试述段页式存储管理的基本思想⑵ 如何实现段页式存储管理问题七：⑴ 虚拟存储技术的基本思想⑵ 虚拟存储技术的理论基础(局部性原理)⑶ 虚拟存储管理的基本原理⑷ 虚拟存储管理的分类⑸ 以虚拟页式存储管理为例介绍虚拟存储管理的实现过程⑹ 在虚存中，页面在内存与外存中频繁地调试，系统效率急剧下降，称为颠簸。
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操作系统 8M 进程A 4M 进程B 8M 空闲 8M
进程C 12M
~~ 空闲16M ~~
●方法 分区在系统启动后 划分好，以后不能 改变。
●划分分区方法 分区大小相等 分区大小不等
●缺点 内存利用率低
（b）内存空间分配情况
分区可变
操作系统8MB
操作系统8MB 进程1 20MB
5 存储器管理
（2）程序装入
程序的逻辑地址与分配的内存绝对地址不一致。 每个逻辑地址也没有一个固定的绝对地址与其对
应。
例如： 程序被装入到内存A单元开始的内存区域，则该程序访
问逻辑地址的K单元的数据时，实际应访问A+K单元。 为保证程序对数据的正确访问，必须把逻辑地址转换为
绝对地址，把这个地址转换过程称为重定位。
优 条 空点件闲分区链以存储空间地址递增的次序连接 下次适应法
缺 优 缺 优 缺 条 优 释速保常且成队下存空若则而空分申点点点点点件点放度证用这循首一储闲存必避闲配请时快高大些环开个空分储然免分后时，。地空小链始空间区空被毁区，，因址闲空，找闲利链间选掉链剩查不有区闲为，分用以中中更以下找改空适区进而区均存存，大存的容变闲应在程是开衡储在否的储空易该空小链分从始。空与则空空闲，区间作表配上找间申选闲间区因在，业的存次。大请一区大还此队可，前储找小大个。小好速列留从面空到递小稍递用度中给而，间的增相大减。快的大留影时空等的的。位作下响，闲次的空次置业小分不空序空闲序，。空配是间拉闲区拉因闲速从的链区，链此区度。，。最，。佳适应法
地址保护 如何保证程序之间既不冲突又可共享资源。
内存扩充 如何将内存和外存结合起来，为用户提供更大的存储 空间。
2 逻辑地址和物理地址
5 存储器管理
逻辑地址(相对地址)
用户程序经编译后生成的目标模块是以0为开始地址 顺序编址。 目标模块中的地址称为相对地址或逻辑 地址。
物理地址(绝对地址)
（1）链接
静态链接：程序装入内存之前将整个目标模块链 接，形成可执行文件。
装入时动态链接：在各目标模块装入内存时链接， 边装入边链接。
运行时动态链接：在执行过程中将需要的模块调 入内存，并链接到调用模块上。
动态链接有利于实现目标模块的共享。通常被链 接的共享代码称为动态链接库(DLL)或共享库 (shared library)。
静态重定位示意图
0 500 LOAD 1,1500 1500 12345 2000
某程序的地址空间
0
1000 1500 LOAD 1,2500
2500
12345
3000
~~
~~
内存空间
动态重定位示意图
0 500 LOAD 1,1500
重定位寄存器 0 1000
相对地址 1500
1000 1500 LOAD 1,1500
F2
（a）
（b）
（c）
●回收分区与前面一个（低地址）空闲分区F1相邻接，图（a） ●回收分区与后面一个（高地址）空闲分区F2相邻接，图（b） ●回收分区与前、后两个空闲分区F1和F2均相邻，图（c） ●回收分区不与其它空闲分区相邻接
可变分区分配算法
首次适应法
条件 条 空件闲分区链以存储空间地址递增的次序链接。
操作系统
驱动程序
用户程序
用户程序
用户程序
位于RAM中
0 操作系统
0
示（意a）图
（b）
位于RAM中 0 操作系统
（c）
●基本思想是将系统程序和用户程序分开。 ●单用户单任务操作系统
固定分区
分区号 大小 首址 状态 1 4M 8M 1 2 8M 12M 1 3 8M 20M 0 4 12M 28M 1 5 16M 40M 0
操作系统8MB 进程1 20MB
操作系统8MB 进程1 20MB
空闲 56MB （a）初始状态
空闲 36MB （b）进程1装入
进程2 14MB 空闲 22MB （c）进程2装入
进程2 14MB
进程3 18MB 空闲 4MB
（d）进程3装入
●方法
操作系统8MB 进程1 20MB
空闲 14MB 进程3 18MB
程序的装入方式
●重定位（地址映射）
把用户程序中的相对地址（逻辑地址）转换为主 存中的绝对地址（物理地址）过程。
●静态重定位
在程序装入内存时，装入程序把程序的逻辑地 址改成物理地址。物理地址固定，且必须连续。
●动态重定位
在程序执行期间，通过重定位寄存器把程序的 逻辑地址改成物理地址。指令执行之前无须修改地 址，因此运行之前可以变换存储位置，且各目标模 块不需要连续存放。
第5章 存储管理
本章要点
●连续分配存储管理方式 ●页式存储管理 ●段式存储管理 ●虚拟存储管理
存储器管理
1 存储器管理的主要功能
存储分配的方法 为多道程序分配大小相同的存储区还是大小不同的存 储区； 内存的分配在程序执行前分配还是在执行过程中动态 分配。
地址变换 程序执行的内存区域是连续的还是分散的。
空闲 4MB
（h）进程5装入
分区的大小和个数随系统的运行而不断改变
可变分区
●动态分区分配数据结构
空闲分区表（P116） 空闲分区链（P117）
●动态分区分配算法
首次适应法 下次适应法 最佳适应法 最坏适应法
●动态分区的分配和回收操作
可变分区内存的回收
F1 回收区
回收区 F2
F1 回收区
空闲 4MB （e）进程2退出
操作系统8MB
进程1 20MB
进程4 8MB 空闲 6MB
进程3 18MB 空闲 4MB
（f）进程4装入
操作系统8MB
空闲 20MB
进程4 8MB 空闲 6MB 进程3 18MB 空闲 4MB （g）进程1退出
操作系统8MB 进程5 14MB
空闲 6MB 进程4 8MB 空闲 6MB 进程3 18MB
内存的地址以字节为单位，每个存储单元都有唯一 的地址。
5 存储器管理
3 程序的链接和装入
一个源程序要变为可以在内存中运行的程序，通常要 经过编译、链接和装入三个步骤： 1）编译：用户程序经编译后生成的目标模块是以0为开 始地址顺序编址。 目标模块中的地址称为相对地址或逻 辑地址。 2）链接：将编译后形成的多个目标模块以及它们运行所 需要的库函数，链接在一起形成装入模块。装入模块仍 以0作为起始地址。 3）装入：将装入模块装入内存实际物理地址空间。
1500 12345
+ 2500
12345
2000 某程序的地址空间
3000
~~
~~
内存空间
动态重定位示意图
● 5.3连续分配存储管理方式
（P113）
●连续分配
指为一个用户程序分配一个连续的内存空间。
●单一连续分配
●固定分区分配
●可变分区分配
单一连续分配
0xFF
0xFF 位于ROM中
0xFF 位于ROM中