内存管理：分页，分段，段页结合

进程如何使用内存

进程是操作系统资源分配的最小单元。操作系统分配给进程的内存空间中包含五种段：数据段、代码段、BSS、堆、栈。

数据段：存放程序中的静态变量和已初始化且不为零的全局变量。

代码段：存放可执行文件的操作指令，代码段是只读的，不可进行写操作。这部分的区域在运行前已知其大小。

BSS段( Block Started By Symbol)：存放未初始化的全局变量，在变量使用前由运行时初始化为零。

堆：存放进程运行中被动态分配的内存，其大小不固定。

栈：存放程序中的临时的局部变量和函数的参数值。

内存区域中以上五个段的组织形式：

逻辑地址、相对地址与物理地址

逻辑地址：与当前数据在内存中的物理分配地址无关的访问地址，在执行对内存的访问之前必须转化为物理地址。

相对地址： 特殊的逻辑地址，相对于某些已知点的存储单元。

物理地址：数据在主存中的实际位置

内存管理技术

几种内存管理技术整理

技术	简要说明	优点	缺点
固定分区	主存被分为很多大小固定的分区，进程可以装载到大于等于自身大小的分区。	实现简单	1.有内部碎片 2.活动进程的数目是固定的
动态分区	分区是被动态创建的，进程可以装载到正好等于自身大小的分区。	没有内部碎片，内存使用更完全	有外部碎片，需要压缩外部碎片
简单分页	主存被分为很多大小相同的帧，进程被分为很多与帧大小相同的页。要装入一个进程，需要将进程所有的页装入主存，可以是不连续的帧中。	没有外部碎片	有很少的内部碎片（仅出现在进程的最后一页）
简单分段	进程被分为很多的段，要装入一个进程，需要将进程所有的段装入主存中不一定连续的动态分区。	没有内部碎片，比较与动态分区，内存利用率更高，开销小	有外部碎片，需要压缩外部碎片
虚拟内存分页	与简单分页相比，不需要将进程的所有页装入主存	没有外部碎片 巨大的虚拟内存空间 更高程度的多到程序设计	复杂的内存管理开销
虚拟内存分段	与简单分段相比，不需要将进程所有的段都装入主存	具有虚拟内存分页的三个优点，并且支持保护和共享	复杂的内存管理开销

分页

逻辑地址到物理地址的映射过程

 

1. 提取页号，即逻辑地址最左的n位

2. 以这个页号为索引，查找该进程页表中相应的帧号k

3. 该帧的起始物理地址为k*2^m,被访问字节的物理地址是这个数加上偏移量

举个例子

腾讯今年的实习生笔试的某个选择题

根据上面的三个步骤可以很容易得到结果：物理地址 = 3 * 8 * 1024 + 9612 % 8192 = 25996

分段

逻辑地址到物理地址的映射过程

 

1. 提取段号，即逻辑地址最左的n位s

2. 以这个段号为索引，查找该进程段表中该段的起始物理地址

3. 最右m位表示偏移量，偏移量和段长度比较，如果偏移量大于该长度，则该地址失效

4. 物理地址为该段的起始物理地址加上偏移量的和

 

分页、分段的特点

1. 进程的所有存储器访问的都是逻辑地址，在运行时动态地转换为物理地址。

2. 一个进程可以划分为许多块，在执行的过程中，这些块不需要连续的存在主存中。

段页式结合

 

对于每一个虚拟地址，处理器使用段号检索进程段表来寻找该段的页表；页号用来检索页表并查找到帧号。