【清华大学】操作系统 陈渝 Part3 ——物理内存管理 之 连续内存分配

3.1计算机体系结构及内存分层

了解了操作系统启动和加载，那么操作系统启动以后要做什么工作呢？
当操作系统加载到内存后，它要对整个计算机系统进行管理和控制。首先要控制的就是内存

计算机体系机构

计算机基本硬件结构：

• CPU：完成整个程序或软件的控制
• 内存：放置程序的代码和处理的数据
• 外设(I/O设备)：键盘，鼠标，硬盘

内存体系层次

内存不仅仅包含主存或者物理内存
CPU要访问的指令和数据处在不同的个地方。
CPU可以直接访问的是寄存器和Cache，它们位于计算机CPU内部芯片上，操作系统对它没有办法直接进行管理，他们的速度很快，容量很小，因此能够访访问的数据和指令是有限的。
计算机系统里还有一块很大的存储区域，叫做主存(物理内存)，主要放置操作系统本身以及要运行的程序代码。主存中可以同时存放很多个可以运行的程序，某些时候对内存需求比较大，在内存中放不进去的数据要放到硬盘上去。另外，主存掉电以后数据就会消失，需要永久保存的数据和代码要放在硬盘中，使得掉电以后，数据可以永久保存下来，上电以后，再把数据读入到主存中来。硬盘速度慢，但是容量大。

对于编程人员来说，我们希望运行的程序可以同时满足：1.数据访问快；2.数据存储空间大。操作系统可以通过管理来完成我们想要的性能。

操作系统在管理内存时需要实现哪些目标？