一、存储管理的基本概念概念

1.逻辑地址与物理地址

• 逻辑地址：相对于程序起始位置的偏移量，与实际内存没有联系
• 物理地址（绝对地址）：CPU执行指令或者访问数据时面向主存地址
• 地址映射（重定位）：逻辑地址修订为物理地址的过程（PA=VA+BA）

2.地址转换

地址转换又叫重定位，把逻辑地址转换为物理地址，有下面两种方式：

• 静态重定位 （装入时转换，不能移动）
• 动态重定位 （运行时转换）

二、连续分配管理方式

连续内存分配：一次性将程序装入连续的内存空间，分为以下三种：

1.单一连续分配

内存被分为系统区和用户区，内存中只能有一道用户程序，无外部碎片。
缺点：有内部碎片（分给进程的内存区域，有部分没用上），只能用在单任务操作系统。

2.固定分区分配

分区大小可以相等、也可以不相等。需要一个分区说明表，说明分区的占用情况以及大小。

3.可变分区分配

两种方法记录内存的使用情况：

动态分区分配算法（四种）：

首次适应算法

分区按地址递增排列，比较好

最佳适应算法

分区按分区大小递增排列，每分配一个，要调整队列

最坏适应算法

分区按分区大小递减排序排列，每分配一个，要调整队列

邻近适应算法

分区按地址递增排列，比起首次适应算法，多加了从上次的索引位置开始往下查找

分区分配算法总结

例题

了解上述算法的思想以及分配方式即可解决此题。

分区的回收

把相邻的分区块合并在一块，可以多个合并在一起。

总结

三、非连续分配管理方式

1.基本分页存储管理

基本原理：程序（进程）分成大小相等的页（页面），内存分成和页相等的物理块（内存块、页框），以页为单位进行内存分配。
存储页面的数据结构：页表。

题目一般会省略内存块大小等于页面大小，所以要记好。

页号是可以隐藏的

实现地址的转换

小结论

逻辑地址为：页号+页内偏移量（页面大小为2的k次幂的话，后k位是页内偏移量）
物理地址为：内存块号+页内偏移量（根据页号查页表，将查出来的内容转化为二进制拼接即可）

逻辑地址结构

• 页面大小<–>页内偏移量位数–>逻辑地址的结构
• 给出页面大小就要知道内存块大小和其相等。
  

总结

例题

快表

地址变换中，内存访问时间T=2内存访问时间（没有使用快表）
快表：经常访问页表项的集合，存放在Cache，命中率p
则：平均内存访问时间T = P（访问快表的时间+访问内存的时间）+
（1-P）（访问快表的时间+2内存访问时间）

2.基本分段存储管理方式

分段相当于分页，段表相当于页表。

分段

段表

地址变换

对比

总结

四、内存空间的扩充—虚拟内存

最大值由地址总线的宽度决定，实际值受内存和外存大小的限制

1.传统存储管理的缺点

2.局部性原理

3.虚拟内存的定义和特征

4.虚拟内存的实现

5.总结

五、请求分页存储管理

1.实现机制

2.缺页中断机构

在请求分页系统中，每当要访问的页面不存在时，便产生一个缺页中断。

3.地址变换

4.总结

六、页面置换算法

页面的换入、换出需要磁盘I/O，会有较大的开销，因此好的页面置换算法应该追求更少的缺页率。

1.最佳置换算法（OPT）

OPTimal replacement
每次选择淘汰的页面将是以后永不使用，或者在最长时间内不再被访问的页面，这样可以保证最低的缺页率。最佳置换算法可以保证最低的缺页率，但实际上，只有在进程执行的过程中才能知道接下来会访问到的是哪个页面。操作系统无法提前预判页面访问序列。因此，最佳置换算法是无法实现的。

2.先进先出置换算法（FIFO）

First In First Out
每次选择淘汰的页面是最早进入内存的页面，置换时，去除一个尾部的结点，在头处加上新添加的结点。

会产生Belady异常，算法性能比较差

3.最近最久未使用置换算法（LRU）

Least Recently Used，每次淘汰的页面是最近最久未使用的页面

4.时钟置换算法（CLOCK || NRU）

最近未用算法：Not Recently Used
页面构成一个循环队列，每个页面设置一个访问位，访问位为1，表示最近访问过，如果为0表示最近未被访问，可以替换该页面，最坏的一种情况，第一轮全是1，然后逐个变0，然后第二轮一定能替换掉某个页面。

5.改进型时钟置换算法（CLOCK）

6.总结

7.例题