【操作系统】【清华MOOC】第三章-连续式内存分配

最新推荐文章于 2025-12-29 22:06:35 发布
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#操作系统 #内存管理

这篇博客深入探讨了操作系统的内存管理，重点在连续内存分配策略，包括地址空间、地址生成、安全检查以及内存碎片问题。讨论了动态分区的三种分配策略：第一适配、最佳适配和最差适配，以及两种碎片整理方法：压缩式和交换式。内容覆盖了计算机体系结构和内存分层体系的基础知识。

大纲

  • 计算机体系结构/内存分层体系
    • 计算机体系结构
    • 内存分层体系
    • 在操作系统的内存管理范例
  • 地址空间 & 地址生成
    • 地址空间定义
    • 地址生成
    • 地址安全检查
  • 连续内存分配
    • 内存碎片问题
    • 分区的动态分配
      • 第一适配
      • 最佳适配
      • 最差适配
    • 压缩式碎片整理
    • 交换式碎片整理

PPT

  • 计算机体系结构/内存分层体系

    • 计算机体系结构

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    • 内存分层体系

      • 在这里插入图片描述

    • 在操作系统的内存管理范例

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### 操作系统 MOOC 第三章 内容讲解 #### 3.1 进程管理概述 操作系统负责管理和协调计算机硬件与软件资源，其中进程管理是核心功能之一。进程是指正在运行的程序实例，每个进程拥有独立的地址空间和其他资源[^2]。 #### 3.2 进程和线程的区别 进程由多个执行单元组成，而线程则是进程中更细粒度的执行单位。相比进程而言，同一进程内的线程共享大部分上下文环境，包括全局变量、打开文件等；但是它们各自保留着一些私有数据结构，如栈指针和寄存器状态。这种设计使得线程间的切换开销远小于进程间切换。 #### 3.3 进程调度算法 为了提高CPU利用率以及响应速度，现代操作系统采用了多种不同的进程调度策略。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)，还有多级反馈队列等高级机制。这些算法各有优劣，在不同应用场景下表现出各异的效果。 #### 3.4 进程通信方式 当两个或更多个并发执行的任务之间需要交换信息时，则涉及到进程间通讯(IPC)技术。典型的方式有管道(pipe)、消息队列(message queue)、信号量(semaphore)、套接字(socket)等等。通过合理选用IPC手段能够有效促进各组件之间的协作效率。 #### 3.5 死锁及其解决办法 死锁指的是若干进程因竞争有限资源陷入永久等待的状态。形成死锁需满足四个必要条件：互斥使用资源、占有并请求其他资源、不可剥夺性和循环等待链路的存在。针对此现象可采取预防措施如一次性分配全部所需资源，也可以采用检测恢复方案定期检查是否存在潜在风险并及时解除锁定关系。
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