作業系統原理讀書筆記之記憶體模型

記憶體可直接定址的是實體地址，實體地址是固定的；相對的有邏輯位址（虛擬位址），使用者程式經過編譯彙編後形成目標**，目標**採用的首位址為0，其餘位址都對應於首位址而編址。而邏輯位址和實體地址的相互轉化稱為位址重定位

當使用者程式載入到記憶體時，一次性實現邏輯位址到實體地址的轉換，當程式位置改變，位址需要重新計算

在程序執行過程中進行位址變換，即逐條指令執行時完成位址轉換，需要重定位暫存器（記憶體管理單元，memory management unit）的支援，mmu儲存程序的首位址，計算實體地址時，由邏輯位址+首位址得出

資料結構由位圖支援，每個分配單元對應點陣圖中的一位，0表示空閒，1表示占用

由空閒區表和已分配區表共同管理，表中每一項記錄空閒或已分配區的起始位址、長度、標誌

首次適配：在空閒區表中從頭到尾找到第乙個滿足程序要求的空閒區

最佳適配：查詢整個空閒區表，找到能夠滿足程序要求的最小空閒區

最差適配：與最佳適配相反，找最大空閒區

當某一塊已分配的記憶體塊歸還後，前後空閒空間需合併，修改記憶體空閒區表

分四種情況：

其中的典型為linux的夥伴系統，主要思想將記憶體按2的冪進行劃分，組成若干空間塊鍊錶，分配時查詢該鍊錶能滿足程序需求的最佳匹配塊，查詢方式是二分法，如果申請的空間大小s滿足2^(u-1) < s <= 2^u，則分配整個塊，否則將塊劃分成兩個2^(u-1)的塊

**的時候如果歸還的記憶體塊旁邊有大小正好相等的記憶體塊，則合併成乙個空閒塊，依次向上遞迴

程序進入記憶體一片連續的區域有以下方案：

單一連續區：只有乙個程序在記憶體

固定分割槽：記憶體分為若干分割槽，每個分割槽大小可不同但固定不變，而且只能裝載乙個程序

可變分割槽：根據程序需要分割記憶體並分配，剩餘部分成為新的空閒區

程序進入記憶體中若干不連續的區域有以下方案：

使用者程序被劃分為大小相等的部分，稱為頁（page），從0開始編號；

物理記憶體按同樣的大小劃分，稱為頁框（page frame）。頁面尺寸通常為2^n，典型的有4k或4m大小

記憶體分配規則以頁為單位，按程序需要的頁數分配，邏輯上相鄰的頁，物理上不一定相鄰

假如系統是32位（位址由32位組成），頁面尺寸為4k（2^12），邏輯位址即為

程序位址空間和物理記憶體的轉換通過

頁表查詢的方式實現

物理記憶體用位圖管理

頁式儲存存在的問題：會造成最後一頁的部分空間浪費，即產生內碎片

與頁式儲存相似，只不過記憶體的劃分是不等長的，用空閒區表和已分配表管理記憶體分配

結合頁式和段式儲存，邏輯位址的資料結構如下

段表記錄了每一段的頁表起始位址和頁表長度；頁表記錄邏輯頁號與頁框號的對應關係

乙個程序只有乙個段表，乙個段表裡存放多個頁表的起始位址和長度

位址轉換的過稱為，邏輯位址先拿到段號，去段表查到段號所對應的頁表起始位址，再通過頁號查頁表所在的頁，然後把頁內位址加到頁的起始位址上得到真實的實體地址