Chapter 3. 内存管理

公式与性质

• 请求分页系统的内存分配策略
  1. 固定分配局部置换：为每个进程分配固定数目的物理块。若进程在运行中发生缺页，则只能从分配给该进程在内存的页面中选一页换出，然后再调入一页。
  2. 可变分配全局置换：为每个进程分配的物理块可动态变化。若进程在运行中发生缺页，则系统从空闲物理块队列中取出一块分配给该进程。
  3. 可变分配局部置换：为每个进程分配的物理块可动态变化。若进程在运行中发生缺页，则只能从分配给该进程在内存的页面中选一页换出，然后再调入一页，但系统可根据缺页率适当增减该进程可分配的物理块数目。
  • 不存在固定分配全局置换。

概念

• 固定分区存储管理把内存中的用户区事先划分成若干个连续的分区，它们的尺寸相同/不同但不变，分区数固定，与多道并行的作业个数无关。

• 分区管理方式中，当内存碎片的容量大于某一作业申请的内存容量时，拼接（紧凑）后，可以为这一作业分配内存。

• 所有分区管理方式（单一连续分配、固定式分区分配、可变式分区分配）都需要连续的存储空间。

• 进程可以使用的最大地址空间只与地址位数有关。（虚拟内存的容量只受计算机地址位数的限制）

• 页式存储管理需要为每一个作业提供一个或多个页表，为每个进程提供一个页表。

• 物理内存与虚拟存储空间的大小关系不一定。

• 操作系统实现虚拟存储器需要地址转换机构、存储保护机构和中断机构等软硬件支持。

考点

• 在页式虚拟存储管理中，程序的链接方式必然是运行时动态链接。

• 采用运行时动态装入的进程，在其整个生命周期中允许操作系统有条件地（内存不足等时）将其在物理内存中移动。

• 若采用绝对装入技术，系统是在编译时完成的地址重定位。

  在编译时就知道程序将放入内存中的位置，编译程序将产生绝对地址的目标代码。

• 动态重定位技术依赖于重定位寄存器。

• 分页存储管理中存储保护是通过页表完成的。

  页表中的页表长度字段可以提供存储保护。
  存储键是以作业为单位的。

• 页号一般指虚拟地址，页框号一般指物理地址。

• 分页存储管理无外部碎片；分段存储管理无内存碎片，只有外存碎片。

• 最容易产生内存碎片的是最佳适应算法。

• 某请求分页存储系统的页大小为 4KB ，按字节编址。系统给进程 P 分配 2 个固定的页框，并采用改进型 Clock 置换算法，进程 P 页表的部分内容如下：

  页号	页框号	存在位	访问位	修改位
  \cdots	\cdots	\cdots	\cdots	\cdots
  2	20H	0	0	0
  3	60H	1	1	0
  4	80H	1	1	1
  \cdots	\cdots	\cdots	\cdots	\cdots

  若 P 访问虚拟地址为 02A01H 的存储单元，则经地址变换后得到的物理地址为 60A01H 。

  该进程最多只能有两个页框，显然需要替换出页号 3 。

• 分页式虚拟存储管理系统中，页面的大小与可能产生的缺页中断次数大致成反比。

• 未指明可同时访问主存和快表时，计算快表未命中的时间为访问快表的时间 + 访问主存（访问页表）的时间 + 访问主存的时间。

• 采用固定分配局部置换策略时，若物理页面数增加，则作业的缺页率可能上升也可能降低也可能不变。

• 页缓冲队列位于磁盘中。

• 只有 FIFO 算法可能产生 Belady 现象。

• 最佳置换算法最适用于减少抖动现象（尽管该算法不可能实现）。