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。常用的页面置

换算法包括先进先出算法、最近最久未使用算法、最不常使用算法等。

3、页面大小选择

页面大小的选择会对系统的性能产生影响，页面过小会增加页面表的大小，增加内存管理开销；页面过大会增加内存碎片，降低系统的运行效率。

五、本文档涉及附件

附件1：示例代码-内存分配算法

附件2：示例代码-页面置换算法

附件3：示例代码-内存保护实现

六、法律名词及注释

1、版权：指对作品或发明等在法律上享有的独占权利。

2、许可证：指某人获得他人的许可，具备某项特定权利或行为。

3、专利法：指规范专利权的法律法规，保护创新成果并鼓励创新活动。