1.程序的裝入和鏈接
1）程序的裝入和鏈接
（1）地址的概念
邏輯地址（相對地址，虛地址）
物理地址（絕對地址，實地址）
地址映射：將用戶程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為運行時由機器直接尋址的內(nèi)存物理地址的過程。
（2）程序裝入中的地址處理
①絕對裝入方式
優(yōu)點：裝入過程簡單。不需任何地址變換，程序中的邏輯地址與實際內(nèi)存物理地址完全相同。
缺點：過于依賴硬件結(jié)構(gòu), 只適用早期針對硬件直接編程、單道環(huán)境下。
②靜態(tài)可重定位裝入
優(yōu)點：不需硬件支持，可以裝入有限的多道程序
缺點：軟件裝入一次完成，一個程序通常需要占用連續(xù)的內(nèi)存空間，程序裝入內(nèi)存后不能移動。也不易實現(xiàn)共享。
③動態(tài)運行時（重定位）裝入方式
實現(xiàn)時一般依靠硬件地址變換機構(gòu)——一個重定位寄存器。
程序裝入內(nèi)存時，可多次重定位到不同位置。且可以不立即把裝入模塊中的相對地址轉(zhuǎn)換為絕對地址，而是把這種地址轉(zhuǎn)換推遲到程序真正要執(zhí)行時才進行。
更適用于部分裝入
（3）不同的程序鏈接方式
①靜態(tài)鏈接：裝入運行前將多個目標模塊及所需庫函數(shù)鏈接成一個整體，以后不再拆開。
②裝入時動態(tài)鏈接:裝入內(nèi)存時，邊裝入邊鏈接的鏈接方式。
③運行時動態(tài)鏈接：對某些目標模塊的鏈接，在執(zhí)行中需要該目標模塊時，才對它進行鏈接。
2 連續(xù)分配存儲管理方式
1）單一連續(xù)分配
最簡單的一種存儲管理方式，只能用于單用戶、單任務的操作系統(tǒng)中。
優(yōu)點：易于管理。
缺點：對要求內(nèi)存空間少的程序，造成內(nèi)存浪費；程序全部裝入，很少使用的程序部分也占用內(nèi)存。
2）固定分區(qū)分配
提高：支持多個程序并發(fā)執(zhí)行，適用于多道程序系統(tǒng)和分時系統(tǒng)。最早的多道程序存儲管理方式。
劃分為幾個分區(qū)，便只允許幾道作業(yè)并發(fā)
具體實現(xiàn)：
（1）如何劃分分區(qū)大小
分區(qū)大小相等：只適合多個相同程序的并發(fā)執(zhí)行
分區(qū)大小不等：根據(jù)程序的大小分配當前空間的、適當大小的分區(qū)
（2）需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
建立一記錄相關(guān)信息的分區(qū)表（或分區(qū)鏈表），表項有:
| 起始位置 | 大小 | 狀態(tài) |
分區(qū)表中，表項值隨著內(nèi)存的分配和釋放而動態(tài)改變
（3）程序分配內(nèi)存的過程
3）動態(tài)分區(qū)分配
優(yōu)點：并發(fā)進程數(shù)沒有固定數(shù)的限制，不產(chǎn)生內(nèi)碎片。
缺點：有外碎片（分區(qū)間無法利用的空間）
具體實現(xiàn):
（1）分區(qū)分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
空閑分區(qū)表
空閑分區(qū)鏈
（2）分區(qū)分配算法
①首次適應算法FF
②循環(huán)首次適應算法
③最佳適應算法
④最差適應算法
⑤快速適應算法
（3）分區(qū)分配操作
分配內(nèi)存
回收內(nèi)存
4）動態(tài)重定位分區(qū)分配
地址變換過程是在程序執(zhí)行過程期間（相對地址與重定位寄存器中的地址相加），隨著對每條指令的訪問自動進行，稱為動態(tài)重定位。
?動態(tài)重定位分區(qū)分配算法與動態(tài)分區(qū)分配算法基本相同，差別在于增加了緊湊的功能。
5）內(nèi)存空間管理之對換
（1）按對換單位分類：
整體對換(或進程對換)：以整個進程為單位（連續(xù)分配）
頁面對換或分段對換：以頁或段為單位（離散分配）
（2）實現(xiàn)進程對換，系統(tǒng)必須具備的功能：
對換空間的管理
進程的換出、換入操作
3.分頁存儲管理方式
1）頁面的概念
內(nèi)存劃分成多個小單元，每個單元K大小，稱（物理）塊。作業(yè)也按K單位大小劃分成片，稱為頁面。
（1）物理劃分塊的大小 = 邏輯劃分的頁的大小
（2）頁面大小要適中
2）頁表的概念
為了找到被離散分配到內(nèi)存中的作業(yè)，記錄每個作業(yè)各頁映射到哪個物理塊，形成的頁面映射表，簡稱頁表。
（1）頁表的作用：
頁號到物理塊號的地址映射
（2）要找到作業(yè)A
?關(guān)鍵是找到頁表（PCB）
?根據(jù)頁表找物理塊
3）地址的處理
連續(xù)方式：
連續(xù)方式下，每條指令用基地址+偏移量即可找到其物理存放的地址。
分頁方式：
作業(yè)相對地址在分頁下不同位置的數(shù)有一定的意義結(jié)構(gòu)：
頁號+頁內(nèi)地址（即頁內(nèi)偏移）
關(guān)鍵的計算是：根據(jù)系統(tǒng)頁面大小找到不同意義二進制位的分界線。
從地址中分析出頁號后，地址映射只需要把頁號改為對應物理塊號，偏移不變，即可找到內(nèi)存中實際位置。
計算方法：
4）地址變換機構(gòu)
訪問內(nèi)存的有效時間：
進程發(fā)出邏輯地址的訪問請求，經(jīng)過地址變換，到內(nèi)存中找到對應的實際物理地址單元并取出數(shù)據(jù)，所需花費的總時間，稱為內(nèi)存的有效訪問時間EAT
設訪問一次內(nèi)存時間為t，則基本分頁機制下EAT=2t
CPU操作一條指令需訪問內(nèi)存兩次：
1.訪問內(nèi)存中的頁表（以計算指令所在的實際物理地址）
2.訪問指令內(nèi)存地址
5）快表
快表放什么？：
正在執(zhí)行進程的頁表的數(shù)據(jù)項。
6）多級頁表
（1）兩級頁表：
（2）多級頁表
（3）反置頁表
站在物理塊的角度，記錄占用它的已調(diào)入內(nèi)存的進程標識和頁號。系統(tǒng)中只需一張該表即可。
4. 分段存儲管理方式
1）分段系統(tǒng)的基本原理
分段下的相對地址：
地址結(jié)構(gòu)：段號 + 段內(nèi)地址
段表：記錄每段實際存放的物理地址
2）段表與地址變換機構(gòu)
同樣有兩次內(nèi)存訪問問題
解決方法：設置聯(lián)想寄存器，用于保存最近常用的段表項。
3）分頁與分段的主要區(qū)別
（1）需求：
分頁是出于系統(tǒng)管理的需要，是一種信息的物理劃分單位，分段是出于用戶應用的需要，是一種邏輯單位，通常包含一組意義相對完整的信息。
一條指令或一個操作數(shù)可能會跨越兩個頁的分界處，而不會跨越兩個段的分界處。
（2）大小：
頁大小是系統(tǒng)固定的，而段大小則通常不固定。分段沒有內(nèi)碎片，但連續(xù)存放段產(chǎn)生外碎片，可以通過內(nèi)存緊縮來消除。相對而言分頁空間利用率高。
（3）邏輯地址：
分頁是一維的，各個模塊在鏈接時必須組織成同一個地址空間；
分段是二維的，各個模塊在鏈接時可以每個段組織成一個地址空間。
（4）其他：
通常段比頁大，因而段表比頁表短，可以縮短查找時間，提高訪問速度。分段模式下，還可針對不同類型采取不同的保護；按段為單位來進行共享
4）信息共享
分段系統(tǒng)的突出優(yōu)點：
易于實現(xiàn)共享：
在分段系統(tǒng)中，實現(xiàn)共享十分容易，只需在每個進程的段表中為共享程序設置一個段表項。
比較課本圖。對同樣的共享內(nèi)容的管理上，很明顯分段的空間管理更簡單。分頁的圖涉及太多的頁面劃分和地址記錄的管理。
易于實現(xiàn)保護：
代碼的保護和其邏輯意義有關(guān)，分頁的機械式劃分不容易實現(xiàn)。
5）段頁式存儲管理方式
（1）基本原理：
將用戶程序分成若干段，并為每個段賦予一個段名。
把每個段分成若干頁
地址結(jié)構(gòu)包括段號、段內(nèi)頁號和頁內(nèi)地址三部分
（2）地址變換過程
三次訪問內(nèi)存
