内存的存储管理 段式和页式管理的区别.doc

内存的存储管理是操作系统的重要组成部分，它涉及到如何有效地分配、回收和管理计算机内存资源，以确保多任务和多进程的高效运行。本文主要探讨的是段式和页式管理这两种常见的内存管理方式，以及它们之间的区别。 1. 连续分配存储管理 连续分配是指为一个用户程序分配一段连续的内存空间。这种管理方式分为单一连续存储管理和分区式存储管理。 （1）单一连续存储管理：简单易行，适用于单用户、单任务系统，如早期的CP/M和DOS。但是，它可能导致内存浪费，因为即使程序只需要一部分内存，也要占用整个用户区。此外，所有程序都一次性装入，即使是不常用的代码也会占用内存。 （2）分区式存储管理：为支持多道程序和分时系统，内存被分割成多个分区，每个程序占用一个或多个分区。这引入了内碎片（占用分区内的未利用空间）和外碎片（难以利用的小空闲分区）问题。内存紧缩是一种解决外碎片的技术，但会消耗CPU时间且可能需要硬件支持。 2. 分区分配策略 - 固定分区：分区大小固定，适用于相同大小程序的并发执行，但存在内碎片和并发程序数目的限制。 - 动态分区：根据程序需求动态创建分区，避免了内碎片，但产生了外碎片。有四种常见的分配算法：首先适配、下次适配、最佳适配和最坏适配，每种都有其优缺点。 3. 覆盖和交换技术 覆盖技术用于在有限内存中运行大型程序，将常用部分常驻内存，不常用部分按需装入。而交换技术则是将内存中的进程暂时换出到磁盘，以便腾出内存给其他进程使用。两者都是为了提高内存利用率，但覆盖技术需要程序员手动划分模块，增加了编程复杂性。 4. 段式存储管理 段式管理基于逻辑结构，将程序分为多个逻辑段，每个段代表一个独立的功能或数据结构，便于代码的组织和共享。地址由段号和段内偏移组成，有利于实现内存保护和共享。 5. 页式存储管理 页式管理基于物理空间，将内存划分为固定大小的页，程序也被分割成同样大小的页。地址由页号和页内偏移组成，便于硬件实现，但可能导致页内碎片。 段式和页式管理的主要区别在于： - 段式管理强调逻辑结构，页式管理注重物理空间； - 段的大小根据程序逻辑决定，页的大小固定； - 段式管理有利于代码的共享和保护，页式管理利于硬件实现和内存的紧凑； - 段式管理可能出现段间空隙，页式管理可能出现页内碎片。 内存的存储管理是操作系统中至关重要的部分，不同的管理方式适应不同的系统需求和资源条件。选择合适的内存管理策略对于系统的效率和稳定性具有重大影响。