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操作系统的存储管理是指操作系统对计算机内存的管理和分配。内存是计算机中用于存储程序和数据的部分,因此它的管理对于计算机的运行和性能至关重要。
操作系统的存储管理可以进行以下几个方面的工作:
1.内存分配:操作系统负责将可用的内存空间划分给正在运行的程序。常用的内存分配方法有分区分配和页式分配两种。在分区分配中,内存被划分为多个固定大小的分区,每个分区用于存储一个程序。在页式分配中,内存被划分为固定大小的页框,程序被划分为多个页,每个页可以被放置到不同的页框中。
2.内存保护:操作系统通过内存保护机制,防止程序越界访问其他程序或操作系统的内存空间。常用的内存保护方法有内存分段和内存分页两种。
3.内存回收:当一个程序完成运行或者被终止时,操作系统需要回收该程序占用的内存空间。回收内存的方法有释放分区和清除页框两种。
4.内存交换:当内存不足时,操作系统可以将部分不常用的程序或数据交换到磁盘上,以释放出更多的内存空间。这个过程称为内存交换。
5.虚拟内存:操作系统可以使用虚拟内存技术来扩展计算机的内存容量。虚拟内存将磁盘空间作为辅助存储器,将部分程序和数据存储在磁盘上,提供了比实际物理内存更大的地址空间。
段式存储是操作系统中的一种存储管理技术,它将程序的逻辑地址空间划分为多个不同大小的段,每个段包含了一组相关的逻辑地址。段式存储的主要目的是提供更灵活的内存分配和管理方式,以满足不同程序的需求。
在段式存储中,每个段都有自己的基址和长度信息。逻辑地址由两部分组成:段号和段内偏移量。段号用于标识所在的段,而段内偏移量用于表示在该段内的偏移位置。
段式存储的优点是:
然而,段式存储也存在一些问题:
段页式存储是一种结合了段式存储和页式存储的存储管理方式,主要用于操作系统的存储管理。
在段页式存储中,内存被划分为若干个大小不等的段(Segment),每个段是一个逻辑上相关的程序或数据单元。而每个段又被划分为若干个大小相等的页(Page),每个页的大小是固定的。段和页都有一个唯一的标识符(Segment ID和Page ID),用于访问和管理。
段页式存储通过段表(Segment Table)和页表(Page Table)来实现地址映射。段表中存储了每个段的基地址(Base Address)和段限长(Segment Length),而页表中存储了每个页的物理地址(Physical Address)。在进行地址转换时,首先根据段表找到对应的段的基地址,然后再根据页表找到对应的页的物理地址。
段页式存储的优点是可以更好地管理和保护程序和数据,同时也更灵活地分配和共享内存。它可以将整个程序或数据分为多个段,每个段都可以有不同的访问权限和保护级别。同时,页式存储可以将每个段分为多个页,实现了分页和虚拟内存的管理,可以更高效地利用内存空间。
原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。
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