存储管理

存储管理在操作系统中扮演着重要的角色。它处理计算机系统中使用操作系统的存储过程。其详细信息如下：

内存管理

内存管理在操作系统中扮演着重要的角色。它处理内存以及将进程从磁盘移动到主内存以执行，然后再移回磁盘的过程。

内存管理中最重要的概念是分页和分段。下面将详细介绍这些主题：

分页

在计算机系统中，可以创建虚拟内存，其大小超过实际可用内存（即物理内存）。为了实现这一点，使用了分页的概念。

在分页中，逻辑地址空间被划分为页面，物理地址空间被划分为帧。页面和帧的大小相同。进程由页面数来衡量。

现在，这些页面通过将页面存储到帧中从逻辑地址空间带到物理地址空间。创建页面表以找出哪个页面存储在哪个帧中。

以下示例更清楚地解释了此概念：

以上示例的解释如下：

• 逻辑地址为 13 位。其中前 3 位表示页号，其余位表示页面偏移量。物理地址为 12 位。其中前 2 位表示帧号，其余位表示页面偏移量。
• 页面和帧的大小为 1 KW。逻辑地址空间中有 8 个页面，物理地址空间中有 4 个帧。
• 页面表指定页面在帧中的位置。它包含 8 行，每行对应一个页面，这些行的内容是存储该特定页面的帧。这称为页面表项。
• 例如，在页面表中，第 7 行包含值 00。这意味着页面 7 存储在物理地址空间中的帧 0 中。

分段

这是一种内存管理技术，支持用户对内存的视图。逻辑地址空间被划分为一组段。这些段具有名称和内存长度。因此，段地址使用其名称、基地址和长度来指定。

逻辑地址空间中的段如下所示：

虚拟内存

虚拟内存中最重要的概念是按需分页和抖动。下面将详细介绍这些主题：

按需分页

按需分页基本上包含带有交换的分页。进程的页面仅在需要时才被调入主内存。

按需分页所需的步骤如下：

• 检查页面需求是否为有效的内存访问。
• 如果引用无效，则终止进程。但是，如果引用有效且页面在主内存中不可用，则将其调入。
• 首先找到一个空闲帧，然后将所需的页面读入该帧。
• 然后修改内部页面表，以指示所需的页面现在在主内存中可用。
• 完成所有这些操作后，进程可以访问该页面，就好像它始终在内存中可用一样。

说明按需分页的图表如下：

抖动

当进程没有足够的帧时，就会发生抖动。假设主内存中的所有进程页面都处于活动状态。如果它需要来自辅助存储器的另一个页面，则需要替换一个页面。但是，被替换的页面也处于活动状态，并且通过替换另一个页面将其调回内存。因此，如果系统中发生的分页操作多于处理操作，则说明发生了抖动。

抖动会导致系统出现许多性能问题。消除抖动的一种方法是减少系统的多道程序设计程度。另一种方法是使用工作集模型。

Kristi Castro

更新于：2020-06-22

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