存储器管理

程序的装入和链接

程序的装入：

• 绝对装入方式：用户程序经编译后，将产生绝对地址（物理地址）的目标代码。
• 可重定位装入方式：对于用户程序编译所形成的若干个目标模块，它们的起始地址通常都是从0开始的，程序中的其他地址都是相对于起始地址计算的。在采用可重定位装入程序将装入模块装入内存后，会使装入模块中的所有逻辑地址与实际装入内存后的物理地址不同。通常，把在装入时对目标程序中指令和数据地址的修改过程称为重定位。又因为地址变换通常是在进程装入时一次完成的，以后不再改变，故称为静态重定位。
• 动态运行时的装入方式：可重定位装入方式可将装入模块装入到内存中任何允许的位置，但不允许程序运行时在内存中移动位置。动态运行时的装入程序在把装入模块装入内存后，并不立即把装入模块中的逻辑地址转换为物理地址，而是把这种地址转换推迟到程序真正要执行时才进行。

程序的链接：

• 静态链接方式
• 装入时动态链接
• 运行时动态链接

连续分配存储管理方式

1、单一连续分配

2、固定分区分配

3、动态分区分配

动态分区分配算法

1、基于顺序搜索的动态分区分配算法

• 首次适应算法：倾向于优先利用内存中低址部分的空闲分区；
• 循环首次适应算法：
• 最佳适应算法：避免"大材小用"
• 最坏适应算法：总是挑选一个最大的空闲区；

2、基于索引搜索的动态分区分配算法

• 快速适应算法
• 伙伴系统
• 哈希算法

分页存储管理方式

连续分配方式会形成很多碎片，虽然可通过"紧凑"方法将许多碎片拼接成可用的大块空间，但须为之付出很大开销。

如果允许将一个进程直接分散地装入到许多不相邻的分区中，便可充分利用内存空间，而无须再进行"紧凑"，基于这一思想而产生了离散分配方式，根据在离散分配时所分配地址空间的基本单位的不同，又可将离散分配分为以下三种：

• 分页存储管理方式：将用户程序的地址空间分为若干个固定大小的区域，称为页或页面。典型的页面大小是1KB，相应的，也将内存空间分为若干个物理块，页和块的大小相同，这样可将用户程序的任一页放入任一物理块中；
• 分段存储管理方式：把用户程序的地址空间分为若干个大小不同的段，每段可定义一组相对完整的信息，在存储器分配时，以段为单位；
• 段页式存储管理方式

在为进程分配内存时，以块为单位，将进程中的若干个页分别装入到多个可以不相邻接的物理块中。

地址变换机构

1、基本的地址变换机构

2、具有快表的地址变换机构

局部性原理：

• 时间局部性：如果执行了程序中的某条指令，那么不久后，这条指令会再次执行，如果某个数据被访问过，不久之后该数据会再次被访问；
• 空间局部性：一旦程序访问了某个存储单元，在不久之后，其附近的存储单元也会被访问。

快表，又称联想寄存器（TLB），是一种访问速度比内存快很多的高速缓冲存储器，用来存放当前访问的若干页表项，以加速地址变换过程。与此对应，内存中的页表常称为慢表。

分段存储管理方式

段表

分段系统的地址变换过程

分页和分段的区别：

• 页是信息的物理单位，段是信息的逻辑单位；
• 页的大小固定且由系统决定，段的长度不固定，决定于用户所编写的程序；
• 分页的用户程序地址空间是一维的，分段系统中，用户程序的地址空间是二维的。

段页式存储管理方式

段页式系统的基本原理是分段和分页原理的结合，即先将用户程序分成若干个段，再把每个段分成若干个页，并为每一个段赋予一个段名。

在段页式系统中，地址结构由段号、段内页号和页内地址三部分组成。

关键：从段表项中得到该段的页表始址。