机电类网站模板,交流网站有哪些,凯里市建设局网站,珠海网络营销推广目录 1.内存管理主要用来干什么#xff1f;
2.什么是内存碎片#xff1f;
3.虚拟内存
3.1传统存储管理方式的缺点#xff1f;
3.2局部性原理
3.3什么是虚拟内存#xff1f;有什么用#xff1f;
3.3.1段式分配
3.3.2页式分配
3.3.2.1换页机制
3.3.2.2页面置换算法…
目录 1.内存管理主要用来干什么
2.什么是内存碎片
3.虚拟内存
3.1传统存储管理方式的缺点
3.2局部性原理
3.3什么是虚拟内存有什么用
3.3.1段式分配
3.3.2页式分配
3.3.2.1换页机制
3.3.2.2页面置换算法
3.3.2.3页面抖动现象
3.3.3段页式管理
3.3.4说一下分段机制和分页机制的区别
4.连续内存分配方式 1.内存管理主要用来干什么
操作系统的内存管理主要负责内存的分配与回收、内存扩充(虚拟技术)、地址转换(逻辑-物理)、内存保护(保证各进程在自己的内存空间运行不会越界访问).....
2.什么是内存碎片
内存碎片是内存的申请和释放产生的内存碎片会导致内存利用率下降。内存碎片分为内部内存碎片和外部内存碎片。 内部内存碎片分配的内存比实际使用的内存大哪些没有被使用的内存就被称为内部内存碎片。 外部内存碎片内存并没有紧挨着被分配这些没有被分配的内存区域太小不能满足任意进程的内存分配请求这些小片段且不连续的内存空间被称为外部碎片。 3.虚拟内存
3.1传统存储管理方式的缺点
作业数据必须一次全部调入内存作业数据在整个运行期间都会常驻内存。
3.2局部性原理 时间局部性现在访问的指令、数据在不久后很可能会被再次访问。 空间局部性现在访问的内存单元周围的内存空间很可能在不久后会被访问。
3.3什么是虚拟内存有什么用
虚拟内存就是进程和实际物理内存的中间层虚拟内存本质上来说只是逻辑存在的是一个假想出来的内存空间主要作用是作为进程访问主物理内存的桥梁并简化内存管理。 为了防止多进程运行时造成的物理内存地址的冲突引入了虚拟内存。每个进程都有自己的虚拟内存使得进程以为自己独占了全部物理内存其实进程访问的都是虚拟内存中的地址虚拟地址由MMU地址翻译转换为物理内存地址。 MMU的主要机制有三种分段机制、分页机制、段页机制。 因为每一个进程都有虚拟内存那么实际的物理内存空间肯定比所有进程的虚拟内存空间小所以并不是所有的虚拟内存都会分配物理内存当进程对某块虚拟内存进行读写时如果发现虚拟内存没有映射到物理内存就会发生缺页中断才会真正的分配物理内存使用分段和分页机制管理虚拟地址到物理内存地址的映射关系 非连续分配管理的方法有段式管理、页式管理、段页式管理。
3.3.1段式分配 段式管理将物理内存和虚拟内存分为不等长的段通过段表映射虚拟地址和物理地址。虚拟地址中有两部分为段号和段内偏移量由段号去段表中查找找到段号对应的起始地址然后将起始地址替换虚拟地址的段号部分得到的起始地址段内偏移量就为物理地址。分段会产生外部内存碎片。 3.3.2页式分配 页式管理将物理内存和虚拟内存分为等长连续的页可有效避免外部内存碎片的问题但也可能出现内部内存碎片。分页管理通过多级页表映射虚拟地址和物理地址虚拟地址中有两部分为页号和页面偏移量拿着页去应用程序的页表中查找找到物理页号得到的物理页起始地址页内偏移量就为最终的物理地址。 注意多级页表属于时间换空间的典型场景利用增加页表查询的次数减少页表占用的空间 为了提高虚拟地址到物理地址的转换速度引入了快表TLB类似Redis的作用来做虚拟页号到物理页号的缓存。 3.3.2.1换页机制
换页机制有时我们会发现一个有趣的现象就是我们看起来一个进程运行所需的内存比我们电脑的内存要大但是这个进程也是能正常运行这就是换页机制带来的好处操作系统选择一些不常用的物理页将它们的内存先放入磁盘等到需要使用时再从磁盘上加载换页机制利用磁盘这种较低廉的存储设备扩展物理内存以时间换空间的做法。
当访问的信息不在内存时由操作系统负责将所需信息从外存调入内存(请求调页)内存空间不够时将内存中暂时用不到的信息换出到外存(页面置换)。虚拟内存的实现是非连续的分配管理方式。
3.3.2.2页面置换算法
页面置换算法常见的有先进先出页面置换算法、最近最久未使用页面置换算法(LRU)、最近最少使用页面置换算法(LFU)。
class LRUCache {static class Node{int key;int value;Node preNode;Node nextNode;public Node(int key,int value){this.key key;this.value value;}} //自定义结点HashMapInteger,Node map; //mapint size; //map中存储的元素个数int capacity; //最大容量Node dummyHead; //虚拟头结点Node dummyTail; //虚拟尾结点public LRUCache(int capacity) {this.capacity capacity;this.size 0;dummyHead new Node(-1,-1);dummyTail new Node(-1,-1);map new HashMap();dummyHead.nextNode dummyTail;dummyTail.preNode dummyHead;}public int get(int key) {Node node map.get(key);if(nodenull){ //说明没有这个键return -1;}//将这个结点移动到首部moveNodeToHead(node);return node.value;}public void put(int key, int value) {Node node map.get(key);if(nodenull){ //如果不存在则证明要添加//创建结点Node curNode new Node(key,value);//添加进map中map.put(key,curNode);//添加到头部因为也算是访问了addNodeToHead(curNode);this.size;if(this.sizecapacity){//删除最久没被访问的结点Node tailNode removeTailNode();map.remove(tailNode.key);this.size--;}}else{ //如果存在则证明只需要修改元素值以及移动到头部即可node.value value;moveNodeToHead(node);}}private Node removeTailNode() { //删除尾部的结点并且返回Node resultNode dummyTail.preNode;moveNode(resultNode);return resultNode;}private void addNodeToHead(Node node) { //将结点添加到头部node.preNode dummyHead;node.nextNode dummyHead.nextNode;dummyHead.nextNode.preNode node;dummyHead.nextNode node;}private void moveNodeToHead(Node node) { //失去前后的联系moveNode(node);//移动到头部addNodeToHead(node);}private void moveNode(Node node){ //删除结点node.preNode.nextNode node.nextNode;node.nextNode.preNode node.preNode;}
}
3.3.2.3页面抖动现象
刚刚换出的页面马上又要换入内存刚刚换入的页面马上又要换出外存页面频繁换入换出的现象称为抖动主要原因是分配给进程存储数据的物理区域不够。
3.3.3段页式管理 段页式管理结合了段式管理和页式管理把物理内存先分成若干段每个段又继续分成若干大小相等的页先进行段式地址映射再进行页式地址映射。
3.3.4说一下分段机制和分页机制的区别
分页机制以页面为单位进行内存管理而分段机制以段为单位进行内存管理页的大小是固定的、而段的大小是不固定的所以分段机制会产生外部内存碎片问题分页机制没有外部内存碎片问题但由于固定页所以可能会产生内部内存碎片页是物理单位、而段是逻辑单位页表是通过一级页表和二级页表等多级页表来实现多级映射而段表是单个的。
4.连续内存分配方式
连续分配管理的方法有单一连续分配、固定分区分配、动态分区分配。 单一连续分配会产生内部内存碎片。 固定分区分配会产生内部内存碎片。 动态分区分配会产生外部内存碎片
