操作系统讲稿第四章内存管理
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操作系统第四章操作系统,作为计算机系统的核心,如同一个高效的大管家,统筹着计算机的各项资源和任务。
在这第四章中,我们将深入探讨一些关键的操作系统概念和功能。
首先,让我们来聊聊进程管理。
进程,就像是计算机世界里的一个个“小工人”,它们各自有着自己的任务和目标。
操作系统需要合理地安排这些“小工人”的工作,确保它们不会互相干扰,又能高效地完成任务。
这就涉及到进程的创建、调度和终止。
创建进程可不是一件简单的事儿。
操作系统要为新进程分配资源,比如内存空间、CPU 时间等。
就像给新员工配备办公桌椅和工作时间一样。
而进程调度呢,则像是给“小工人”们排值班表。
操作系统会根据各种策略,比如先来先服务、短作业优先等,来决定哪个进程先获得 CPU 的使用权,哪个进程要等待。
当一个进程完成了它的任务,或者出现了错误,操作系统就会终止这个进程,回收它所占用的资源,为新的任务腾出空间。
接下来,再说说内存管理。
内存,就好比是计算机的“仓库”,用来存放数据和程序。
操作系统要确保这个“仓库”被合理地使用,不会出现混乱和浪费。
内存分配就是把“仓库”的空间分给需要的程序和数据。
这需要考虑到不同程序的需求大小,还要避免碎片的产生。
内存保护则是要防止一个程序访问到其他程序的内存空间,就像每个仓库都有自己的门锁,不能随便让别人进去。
还有虚拟内存这个概念。
它就像是给计算机的内存来了个“魔法扩展”。
通过把一部分数据存放到硬盘上,让计算机看起来好像拥有了比实际更多的内存。
这在处理大型程序和多任务时非常有用。
然后是文件系统。
文件,是我们在计算机中存储和管理信息的基本单位。
文件系统就像是一个图书馆的管理员,负责整理和查找文件。
文件的组织方式有很多种,比如顺序文件、索引文件等。
不同的组织方式适用于不同的场景。
文件的访问控制也很重要,要确保只有授权的用户能够读取、写入或修改文件。
文件系统还需要处理文件的存储和检索。
就像图书馆要把书放在合适的书架上,并且能快速找到读者需要的书一样。
第四章存储器管理第0节存储管理概述一、存储器的层次结构1、在现代计算机系统中,存储器是信息处理的来源与归宿,占据重要位置。
但是,在现有技术条件下,任何一种存储装置,都无法从速度、容量、是否需要电源维持等多方面,同时满足用户的需求。
实际上它们组成了一个速度由快到慢,容量由小到大的存储装置层次。
2、各种存储器•寄存器、高速缓存Cache:少量的、非常快速、昂贵、需要电源维持、CPU可直接访问;•内存RAM:若干(千)兆字节、中等速度、中等价格、需要电源维持、CPU可直接访问;•磁盘高速缓存:存在于主存中;•磁盘:数千兆或数万兆字节、低速、价廉、不需要电源维持、CPU 不可直接访问;由操作系统协调这些存储器的使用。
二、存储管理的目的1、尽可能地方便用户;提高主存储器的使用效率,使主存储器在成本、速度和规模之间获得较好的权衡。
(注意cpu和主存储器,这两类资源管理的区别)2、存储管理的主要功能:•地址重定位•主存空间的分配与回收•主存空间的保护和共享•主存空间的扩充三、逻辑地址与物理地址1、逻辑地址(相对地址,虚地址):用户源程序经过编译/汇编、链接后,程序内每条指令、每个数据等信息,都会生成自己的地址。
●一个用户程序的所有逻辑地址组成这个程序的逻辑地址空间(也称地址空间)。
这个空间是以0为基址、线性或多维编址的。
2、物理地址(绝对地址,实地址):是一个实际内存单元(字节)的地址。
●计算机内所有内存单元的物理地址组成系统的物理地址空间,它是从0开始的、是一维的;●将用户程序被装进内存,一个程序所占有的所有内存单元的物理地址组成该程序的物理地址空间(也称存储空间)。
四、地址映射(变换、重定位)当程序被装进内存时,通常每个信息的逻辑地址和它的物理地址是不一致的,需要把逻辑地址转换为对应的物理地址----地址映射;地址映射分静态和动态两种方式。
1、静态地址重定位是程序装入时集中一次进行的地址变换计算。
物理地址= 重定位的首地址+ 逻辑地址•优点:简单,不需要硬件支持;•缺点:一个作业必须占据连续的存储空间;装入内存的作业一般不再移动;不能实现虚拟存储。