5.2 内容精要

除了CPU外,内存作为计算机系统中的重要资源也需要认真管理。合理地管理内存,使更多的进程同时进驻内存,竞争使用CPU,提高CPU以及其他计算机资源的利用率,这是操作系统的主要设计目标。存储管理一般分为物理存储管理和虚拟存储管理。分区存储管理、页式存储管理、段式存储管理、段页式存储管理属于物理存储管理,也称为基本存储管理;虚拟存储管理主要包括虚拟页式存储管理、虚拟段式存储管理、虚拟段页式存储管理。

5.2.1 存储管理的功能

存储管理的主要功能包括:内存空间的分配与回收、实现地址转换、内存空间的共享与保护和内存空间的扩充。

(1)内存空间的分配与回收

当作业或程序被调入内存后,操作系统需要将其转变为进程,并为其分配存储空间;进程运行结束后,操作系统需要回收其所占用的内存空间。内存空间的分配与回收所涉及的内容主要包括:分配与回收策略、相关的数据结构、响应分配请求、确定主存位置并装入用户程序。

(2)实现地址转换

应用程序使用的是逻辑地址,而当其运行时,必须通过物理地址才能访问主存中的信息,因此,需要将逻辑地址转换为内存空间的物理地址。

(3)内存空间的共享与保护

内存空间的共享使得多个进程共用一块内存区域中的代码或数据,其目的是节省内存空间,以及方便进程通信。此外,为保证系统正常运行,需要对内存空间进行保护,防止地址越界以及操作越权。

(4)内存空间的扩充

采用软件手段将内存与外存空间结合,形成虚拟存储器,实现内存的逻辑扩充。不是将全部程序装入内存,而是只装入当前需要运行的那一部分,其他部分仍在外存,需要时再将所需部分调入内存。