【清华大学】深入理解操作系统（陈渝） 第三章

计算机体系结构

CPU
内存
I/O

内存分层体系

运行内存(主存) / 磁盘(虚拟内存). 主存是在运行程序时所需要保存的数据空间，而磁盘是用于持久化数据保存的数据空间.
CPU可以访问的内存包括两大类 : 寄存器 / cache(L1缓存 / L2缓存)

层次

微处理器(CPU访问)

|___CPU寄存器 / L1缓存
|___L2缓存
主存(程序访问)
磁盘(程序访问)
从CPU寄存器到磁盘，读写速度不断降低，单位成本不断降低，大小不断增大。

内存管理目标

抽象：逻辑地址空间
保护：独立地址空间
共享：访问相同内存
虚拟：更多的地址空间

内存管理方法

程序重定位
分段
分页
虚拟内存
按需分页虚拟内存
实现高度依赖于硬件, 其中内存管理单元(MMU)负责处理CPU的内存访问请求

地址空间

地址空间的定义
物理地址空间 —— 硬件支持的地址空间( address : [0, Max_sys] )
逻辑地址空间 —— 一个运行在程序所拥有的的内存范围( address : [0, Max_prog] )

连续内存分配

内存碎片问题
内存碎片问题指的是空闲的内存无法被利用

• 外部碎片 : 分配单元间的未使用内存
• 内部碎片 : 分配单元内的未使用内存