操作系统理论－储存管理

核心提示：一、基础知识1.储存器的结构存储器结构一般可以分为四个层次：寄存器－高速缓存－主存－外存，当然在某些较简单的计算机系统当中高速缓存被省略因此储存器结果变成了四个层次，操作系统理论－储存管理，2.虚拟地址和物理地址虚拟地址(又称逻辑地址)是指操作系统对储存器的位置进行编址并且提供给程序员使用的地址，物理地址是指储存器储存

一、基础知识

1.储存器的结构

存储器结构一般可以分为四个层次：寄存器－高速缓存－主存－外存。当然在某些较简单的计算机系统当中高速缓存被省略因此储存器结果变成了四个层次。

2.虚拟地址和物理地址

虚拟地址(又称逻辑地址)是指操作系统对储存器的位置进行编址并且提供给程序员使用的地址。物理地址是指储存器储存位置的实际地址。程序员使用虚拟地址对程序数据的储存进行管理，操作系统以及相关地址电路将虚拟地址转换为物理地址后进行实际的储存，这个过程被称为地址重定位。

3.地址重定位

地址重定位可以分为静态重定位和动态重定位两种。静态重定位是指在程序开始运行时分配一块在程序运行时大小固定的连续的不允许移动的内存块给程序使用。动态重定位是指在程序运行时分配几块在程序运行时允许改变大小并且可以移动的内存块给程序使用。早期的操作系统采用静态重定位的方式，而现代操作系统一般采用动态重定位的方式。

二、储存管理方式

储存管理的方式可以分为分页储存管理和虚拟储存管理两种。而虚拟储存管理是分页储存管理的一种改进形式。

1.分页储存管理

分页储存管理是这样的一种储存管理方式：他将程序分为若干大小相等的区域，这些区域被称为页；同时他又将内存空间也划分出和页大小相等的若干个空间，称为页框；分页储存的地址结构分为两个部分：一部分表示页内地址，另外一部分表示页号；程序执行时程序的页被分别载入这些页框；系统为了能够找到在内存中分散的这些页框会建立一个页表，每个页在页表中占一个表项，根据页号能够查找到相应的物理内存块地址。

分页储存的优点在于：分页储存能够合理的利用内存当中的某些碎片。

2.虚拟储存管理

虚拟储存管理时这样的一种储存管理方式：他采用全部的分页储存管理方式的特点，但对某些特点给予了优化：程序的所有页在程序运行时不必全部载入，只要载入部分页就能开始运行。当程序运行至未被载入的页时，进程发出缺页中断，这时操作系统再从外储存器当中载入页；如果此时内存当中空间已满不能载入新页那么操作系统会根据某些原则从内存中把某些页移回到外存当中去，并把新页从外存中载入。

页面置换算法可以分为下面几种：

a.最佳置换法：选择那些用不使用，或者在最长时间内不被使用的页。

b.先进先出法：这种方法只是简单的将第一个进入内存的页置换出去。

c.最近最久未被使用置换法(LUR)：这种算法是将最近载入而且最久未被使用的页面置换出去。

d.最近未用置换法(NUR)：这是LUR的一种简化算法，他将最近未被使用的页面但是这个被置换出的页面并不一定是最久被使用的页面。

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