操作系统--内存扩充、分配与回收、虚拟内存、页面置换

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内存概述

什么是内存：
内存是用于存放数据的硬件，程序执行前需要先放到内存中才能被CPU处理。

存储单元
将内存分为一个一个的小区间，每个区间就是一个存储单元。

内存地址
给内存的存储单元编地址，有两种：

• 按字节编址：每个存储单元的大小为1字节（8位）
• 按字编址：字长为16位的计算机，每个存储单元的大小为1个字（16位）

逻辑地址和物理地址

• 逻辑地址：编译生成的指令中是逻辑地址，是相对地址。
• 物理地址：是数据实际存放在内存当中的地址，是绝对地址。

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进程运行的基本原理

进程执行的流程：

装入方式

• 绝对装入： 在编译时，如果直到程序将放到内存中的哪个位置，编译时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。
  缺点：只适合单道程序环境。
• 静态重定位： 编译、链接后的装入模块的地址都是从0开始，指令中也是逻辑地址。在装入时对地址进行重定位，将逻辑地址变换为物理地址。
  缺点：内存必须有足够的空间才能装入该进程，且运行期间不能移动。
• 动态重定位： 使用重定位寄存器，当该进程被调度运行时，才会获取寄存器中的信息，将逻辑地址转换为物理地址。
  优点：运行期间也可移动。

链接方式

• 静态链接： 在程序运行前，将个目标模块链接成一个完整的装入模块，之后不可拆分。
• 装入时动态链接： 将各目标模块装入内存时，边装入边链接。
• 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。

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内存管理*

内存管理的主要内容：

• 地址转换： 对应三种装入方式
• 存储保护： 保证各进程在自己的内存空间内运行，不会越界访问，两种方式：
  1.设置上下限寄存器
  2.重定位寄存器+界地址寄存器
• 内存空间的扩充（虚拟）
• 内存空间的分配与回收

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内存空间的扩充

• 覆盖技术：将程序分为多个段，常用的段常驻内存，不常用的段在需要时调入内存（固定区，覆盖区）。
• 交换技术：内存空间紧张时，系统会将内存中某些进程暂时换出外存，外存中已具备运行条件的进程换入内存（中级调度）。
• 虚拟存储技术：后文

注：磁盘空间分为文件区和对换区，文件区采用离散分配方式，对换区采用连续分配方式。

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内存空间的分配与回收

两种类型分配方式：

• 连续分配管理：用户进程分配的