操作系统笔记（九）内存管理

• 进程管理回顾

1. 本质：操作系统内核对物理CPU的虚拟，让每个进程以为自己独占了CPU。
2. 类似的：内存管理的目的是提供一个虚拟接口，让每个进程以为自己独占了RAM。

• 基本方法：

1. 单用户，单任务：MS-DOS
   • 用户进程最大内存640K。
   • 问题：内存过小，如果应用程序需要更多内存怎么办
   • 解决方案：overlay。仅加载当前必须的代码和数据。
2. 多任务
   • 问题：P1， P2都在运行，P1需要申请更多内存，但内存已经用完
   • 解决方案：swap（将P2临时交换到外存）。缺点：磁盘传输导致swap成本极高。

• 重定位问题

1. 源程序变成进程：源码 -> 目标文件 -> 可执行文件 -> 进程
2. 概念：可执行文件（链接器实现地址绑定）使用地址为相对地址（逻辑地址），而进程需要绝对地址（物理地址）。
3. 实现：内存管理单元（MMU）负责将逻辑地址和加载地址结合成物理地址。

• 内存保护问题

1. 概念：保护进程内存不被其他进程访问或破坏。
2. 实现：MMU实现，在重定位之前检查limit register是否大于逻辑地址。

• 内存分配问题

1. 概念：管理内存的分配和回收。即动态内存分配问题。
2. 可分配的内存空间：hole。分配内存则分配hole，回收内存则回收hole，涉及hole的合并。
3. 外部碎片：分配回收导致较小的内存碎片 -> 解决方案：分配hole的策略（首次适应，最佳适应，最坏适应） 
4. 内部碎片：内存分块分配，导致分配给进程的内存大于进程所需，导致的碎片。