理解操作系统之存储管理

本文是介绍操作系统存储管理的入门级文章,旨在介绍操作系统中存储管理的一般内容，本文主要围绕以下话题展开。

• 计算器系统中的存储结构
• 程序的链接和装入的概念
• 程序存储空间的分配
  1. 连续存储空间分配
  2. 离散存储空间分配(分页存储，分段存储，段页式存储)
• 虚拟存储器
  1. 请求分页存储
  2. 请求分段存储
  3. 置换算法

一丶计算机系统中的存储结构

上图中描述了计算机系统中的一般存储结构，从左往右存储资源的价格越来越便宜，但是存取的速度越来越贵。本文研究的存储管理指的主存管理以及少部分磁盘和主存之间的交互。

• CPU寄存器，这是最昂贵的存储资源，里面一般缓存了些极其重要且频繁使用的数据。比如地址变换表的基地址等信息。
• 高速缓存，是为了提高CPU资源利用率而设计的存储结构，存放的时最近使用以及将来会使用的数据。越靠近CPU侧存取速度越快，存储价格越高。
• 主存，这是最主要的存储区域。运行中的程序(进程)都是被加载到主存中的。
• 磁盘，这是生活中最接触的存取区域，一般存放可执行文件，资源文件，配置文件等。IO操作就是指对磁盘进行的读写操作。很多场景下IO操作是系统性能的瓶颈

二丶程序的链接和装入

1. 装入

   这是一个比较容易理解的概念，将位于硬盘上的代码加载至内