位图 ：管理物理内存（页）

为什么需要位图？（位图的作用）

位图（Bitmap）是管理物理内存页框（Page Frame）的重要方式，它的核心作用是高效地跟踪哪些内存页是空闲的，哪些已经被占用了。
在支持 虚拟内存 的操作系统（如 Linux、Windows）中，位图主要用于 物理内存管理。

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1. 为什么需要位图？

✅ (1) 物理内存管理

虚拟地址操作系统的关键问题：

• 进程访问的是 虚拟地址，但底层仍然使用 物理内存。
• 物理内存按页（Page）分配（如 4KB 一页）。
• 操作系统必须 高效地管理哪些物理页已经被占用，哪些是空闲的。

位图的作用：

• 每一位代表一个物理页，0 表示空闲，1 表示已分配。
• 分配内存时：找到第一个 0，改为 1，表示该物理页已占用。
• 释放内存时：找到相应位，改回 0，表示该页已释放。

💡 位图让物理内存的分配和回收变得非常简单和高效！

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✅ (2) 为什么不用链表或其他方式？

如果不使用位图，其他的内存管理方式可能有以下问题：

方式	问题
链表	需要遍历链表，查找空闲块，速度较慢。
数组	每个页占用 4~8 字节，空间浪费大。
位图	一个页只占 1 位，查找速度快，空间利用率高！

示例：

• 假设有 1GB 物理内存，页大小为 4KB，需要管理：
  • 1GB / 4KB = 262144 个物理页。
  • 如果用链表，每个页需要指针，占用