内存管理概念学习卡片

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内存管理核心功能

  • 内存空间的分配与回收:管理已分配和空闲区域
  • 内存空间的扩展:通过虚拟技术扩展逻辑内存
  • 地址转换:逻辑地址→物理地址转换
  • 内存保护:防止进程越界访问

现代OS通过这四大功能实现高效内存管理

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内存分配与回收

  • 管理对象:已分配和空闲的内存区域
  • 分配策略:决定新进程数据的存放位置
  • 回收机制:结束进程后回收其占用空间

当多个空闲区域可用时,OS需要决定新进程的具体存放位置

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内存空间扩展

  • 虚拟技术:物理内存→逻辑更大内存
  • 示例:4GB物理内存支持60GB游戏
  • 实现原理:物理不足时逻辑扩充

这是操作系统虚拟性的重要体现

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地址转换

  • 程序员视角:只需关注逻辑地址
  • 三种装入方式
    • 绝对装入(编译时)
    • 可重定位装入(装入时)
    • 动态运行时装入(运行时)

现代OS主要采用动态运行时装入方式

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内存保护

  • 保护目标:进程只能访问自己的内存空间
  • 实现方法一:上下限寄存器检查物理地址范围
  • 实现方法二:重定位寄存器+界地址寄存器组合

确保进程不能干扰OS或其他进程的内存空间

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装入方式对比

  • 绝对装入
    • 编译时产生绝对地址
    • 由编译器完成
    • 单道程序阶段
  • 可重定位装入
    • 装入时转换地址
    • 由装入程序完成
    • 早期多道批处理
  • 动态运行时装入
    • 运行时转换地址
    • 需要重定位寄存器
    • 现代OS采用