操作系統-記憶體管理

来源:https://www.cnblogs.com/yangyuanhu/archive/2020/07/26/13382915.html
-Advertisement-
Play Games

記憶體管理的目標: 實現記憶體的分配和回收 合理的分配記憶體空間,提高記憶體利用率,提高記憶體訪問速度 存儲器的層次結構 速度由快到慢,容量由小到大,價格由高到低 寄存器->L1高速緩存 → L2高速緩存 → 主存儲器 → 本地二級存儲 → 遠程二級存儲(web/ftp) 特點:每個層級的存儲器都保存來自下一 ...


記憶體管理的目標:

  • 實現記憶體的分配和回收

  • 合理的分配記憶體空間,提高記憶體利用率,提高記憶體訪問速度

存儲器的層次結構

速度由快到慢,容量由小到大,價格由高到低

寄存器->L1高速緩存 -> L2高速緩存 -> 主存儲器 -> 本地二級存儲 -> 遠程二級存儲(web/ftp)

特點:每個層級的存儲器都保存來自下一級存儲器的信息

分類:

  • 其中位於CPU內部的是:寄存器->L1高速緩存 -> L2高速緩存

  • 其中統稱為記憶體的是:寄存器->L1高速緩存 -> L2高速緩存 -> 主存儲器

  • 其中統稱為外存/輔助存儲的是:本地二級存儲 -> 遠程二級存儲(web/ftp)

局部性原理

定義:在一段時間內,程式的執行僅限於某個部分,相應的,它所訪問的存儲空間也局限於某個區域

分類

  • 時間局部性

    • 程式的執行僅限於某個部分(某幾條指令)
    • 某指令一旦被執行,不久之後該指令將再次被執行
  • 空間局部性

    • 程式所訪問的記憶體僅限於某個部分,
    • 若某個單元的記憶體被訪問,則附近的單元將很快被訪問

程式的鏈接

靜態鏈接

含義: 程式被編譯後會變成一個一個的獨立模塊(比如用到的各種庫),在運行前,需要使用鏈接程式將目標模塊鏈接成一個完整的裝入模塊

特點:運行速度相對快,但占用記憶體更多

鏈接程式的具體任務

  • 鏈接程式的任務
    • 對邏輯地址進行修改
  • 鏈接程式的任務2
    • 變換外部調用符號
    • 外部認為程式依然是整體的,所以使用的是Call,但是現在程式被分成不同模塊,所以鏈接程式需要將外部的call變換為JSR(跳轉至子程式)

動態鏈接

含義:可將目標模塊的鏈接推遲到這這寫模塊中的函數被調用時才進行;

特點:運行速度相對慢,但是可以節省記憶體

程式的裝入

連接程式完成連接後得到一個裝入模塊,裝入程式負責將這個裝入模塊裝入到記憶體中

絕對裝入方式

編譯時產生物理地址的目標代碼

重定位裝入方式

  • 可重定位裝入方式(靜態重定位) ,編譯時地址是邏輯地址, 裝入時通過重定位轉換為物理地址
  • 動態運行時裝入(動態重定位),程式執行時通過重定位轉為物理地址

實際地址 = 邏輯地址 + 物理其實地址

連續分配存儲管理方式

單一連續分配

任何時刻主存儲器最多只有一個作業

固定分區分配

  • 將記憶體分為固定大小的若幹個分區,每個分區可以且僅可以裝入一個作業
  • 根據系統不同,分區大小可以是相等也可以是相等的
  • 每個分區有上限寄存器和下限寄存器,統稱為界限寄存器,用於保護記憶體
  • 維護一個固定分區說明表用於記錄分區的使用情況

image-20200726210422462

動態分區分配

  • 分區大小不是預先固定的,而是按照作業的實際需求來劃分的
  • 分區的個數也不是預先固定的,而是由能裝入的作業數決定的
  • 維護一個空閑分區表,用於記錄當前可用的分區信息

image-20200726211224753

  • 與空閑分區表功能相同的還有另一種叫做空閑分區鏈

    • 本質是一個雙向鏈表,每個節點包含一個指向前一個和一個指向後一個分區的指針,以及一個保存可用分區起始地址和長度的數據域;

      image-20200726212123929

動態分區分配演算法

首次適應演算法

  • 空閑分區鏈以地址遞增的順序鏈接,從鏈首開始查找直至找到第一個滿足條件的分區
  • 從該分區中划出一塊記憶體給進程,剩下的分區信息仍然留在空閑鏈中
  • 該方式的不足
    • 外部碎片,分配後剩下的一點點留在分區鏈中,由於空間較小,無法被有效利用
    • 內部碎片已經分配個某個進程的空間,但進程不需要那麼多,空閑了一部分

迴圈首次適應演算法

  • 唯一與首次適應演算法不同的就是,維護了一個分區指針,每次分配完成,該指針往後移動一個位置;
  • 該方式可使得空閑區分佈較均勻,但是依然會產生碎片

最佳適應發

  • 每次分配前需將分區鏈節點按照空閑空間大小從小到大排序
  • 遍歷分區鏈,查找第一個滿足條件的分區分配給進程,
  • 該方式可使得每次分配都能儘可能找到與進程需求最接近的分區,減少碎片產生,提高利用率

動態分區分配流程

設使用最佳適應演算法,流程已經介紹不在啰嗦

  1. 對分區鏈按照大小升序排序
  2. 遍歷分區鏈在找到可用分區後,從分區中划出區域給進程
  3. 更新分區鏈信息

例:設找到的分區起始位置為S,長度為L, 進程需要的大小為N

  • 分配完成後,新的起始位置為:S + N, 長度為L - N

  • 重新對分區鏈按空間大小升序排序

動態分區回收流程

  1. 釋放一塊連續的記憶體區域
  2. 如果被釋放的區域與其他空閑區域前後相鄰則將前後相鄰的分區合併,無論在前在後
  3. 如果沒有相鄰的,則創建新節點存儲分區信息
  4. 修改分區鏈信息

例:

  • 設釋放的區域起始地址為A,長度為L

  • 判斷否相鄰:設已有空閑分區起始位置為X,長度為Y

    • 若 X+Y == A ,則表示前面有相鄰, 則合併後空閑分區起始地址為X,長度為Y + L
    • 若 A+L == X,則表示後面有相鄰,則合併後空閑分區起始地址為A,長度為L + Y

您的分享是我們最大的動力!

-Advertisement-
Play Games
更多相關文章
  • 2.圖像方面Numpy數組相關操作 In [1]: import cv2 as cv import numpy as np #圖片顏色反轉 def access_pixels(img): print(img.shape) height=img.shape[0] width=img.shape[1] ...
  • 1.opencv基礎 In [1]: import cv2 as cv #讀出video #打開指定路徑下的視頻文件:cap =cv2.VideoCapture(path) #讀取每一幀:flag,frame = cap.read(),打開視頻並讀取每一幀圖片,將視頻轉換為4維的矩陣 def vid ...
  • 點擊此處進入下載地址 提取碼:2wg3 資料簡介: 本書採用獨創的黑箱模式,MBA案例教學機制,結合一線實戰案例,介紹Sklearn人工智慧模塊庫和常用的機器學習演算法。書中配備大量圖表說明,沒有枯燥的數學公式,普通讀者,只要懂Word、Excel,就能夠輕鬆閱讀全書,並學習使用書中的知識,分析大數據 ...
  • @ 前言 JVM的自動記憶體管理得益於不斷發展的垃圾回收器,從最初的單線程收集到現在併發收集,垃圾回收器的開發者們一直在致力於如何降低GC過程中的停頓時間(STW)以及提高吞吐量,但直到現在也不存在一款完美的垃圾回收器,只能根據不同的場景選擇最合適的。所以需要瞭解每款垃圾回收器出現的背景、原因,並掌握 ...
  • java培訓主要包含哪些方面的學習?主要先學Java基礎,包括java語法,面向bai對象特征,常見API,集合du框架,在這方面需要學習到很多東西,需要夯實語法基礎,鍛煉編程思維,其實java語法基礎不難的,但是一定要學的特別扎實,才可以為後期學習做好基礎。 世界其實一直都在變化,每天都有新鮮事物 ...
  • 現在有越來越多的新技術東西、新言語涌現,如2015年5月發佈的Rust1.0、2014年出現的Hack和Swift,今年還出現了雲表0代碼編程...... 面臨林林總總的言語,我總是能收到IT新人、小白的疑問,這麼多言語我應該先學哪一種?什麼言語值得咱們長期地學習?學完之後工作開展前景大嗎? 在此我 ...
  • 「開發流程」在不同的產品項目中,不同規模的企業中,往往也不盡相同,有瀑布、有敏捷,但最基本的開發流程理當如圖所示,也是最簡單最容易實操,公認度最高 如果實踐這套流程,說明你們在甲方爸爸面前比較硬氣的那種。往往我們都做處在另一個痛苦的流程:甲提給運維或開發,今天明天要,加班實現,甲改需求,加班修改.. ...
  • 二分查找(英語:binary search),也叫折半查找(英語:half-interval search),是一種在有序數組中查找特定元素的搜索演算法。所以,二分查找的前提是數組必須是有序的。 二分查找只適用順序存儲結構。為保持表的有序性,在順序結構里插入和刪除都必須移動大量的結點。因此,二分查找特... ...
一周排行
    -Advertisement-
    Play Games
  • Timer是什麼 Timer 是一種用於創建定期粒度行為的機制。 與標準的 .NET System.Threading.Timer 類相似,Orleans 的 Timer 允許在一段時間後執行特定的操作,或者在特定的時間間隔內重覆執行操作。 它在分散式系統中具有重要作用,特別是在處理需要周期性執行的 ...
  • 前言 相信很多做WPF開發的小伙伴都遇到過表格類的需求,雖然現有的Grid控制項也能實現,但是使用起來的體驗感並不好,比如要實現一個Excel中的表格效果,估計你能想到的第一個方法就是套Border控制項,用這種方法你需要控制每個Border的邊框,並且在一堆Bordr中找到Grid.Row,Grid. ...
  • .NET C#程式啟動閃退,目錄導致的問題 這是第2次踩這個坑了,很小的編程細節,容易忽略,所以寫個博客,分享給大家。 1.第一次坑:是windows 系統把程式運行成服務,找不到配置文件,原因是以服務運行它的工作目錄是在C:\Windows\System32 2.本次坑:WPF桌面程式通過註冊表設 ...
  • 在分散式系統中,數據的持久化是至關重要的一環。 Orleans 7 引入了強大的持久化功能,使得在分散式環境下管理數據變得更加輕鬆和可靠。 本文將介紹什麼是 Orleans 7 的持久化,如何設置它以及相應的代碼示例。 什麼是 Orleans 7 的持久化? Orleans 7 的持久化是指將 Or ...
  • 前言 .NET Feature Management 是一個用於管理應用程式功能的庫,它可以幫助開發人員在應用程式中輕鬆地添加、移除和管理功能。使用 Feature Management,開發人員可以根據不同用戶、環境或其他條件來動態地控制應用程式中的功能。這使得開發人員可以更靈活地管理應用程式的功 ...
  • 在 WPF 應用程式中,拖放操作是實現用戶交互的重要組成部分。通過拖放操作,用戶可以輕鬆地將數據從一個位置移動到另一個位置,或者將控制項從一個容器移動到另一個容器。然而,WPF 中預設的拖放操作可能並不是那麼好用。為瞭解決這個問題,我們可以自定義一個 Panel 來實現更簡單的拖拽操作。 自定義 Pa ...
  • 在實際使用中,由於涉及到不同編程語言之間互相調用,導致C++ 中的OpenCV與C#中的OpenCvSharp 圖像數據在不同編程語言之間難以有效傳遞。在本文中我們將結合OpenCvSharp源碼實現原理,探究兩種數據之間的通信方式。 ...
  • 一、前言 這是一篇搭建許可權管理系統的系列文章。 隨著網路的發展,信息安全對應任何企業來說都越發的重要,而本系列文章將和大家一起一步一步搭建一個全新的許可權管理系統。 說明:由於搭建一個全新的項目過於繁瑣,所有作者將挑選核心代碼和核心思路進行分享。 二、技術選擇 三、開始設計 1、自主搭建vue前端和. ...
  • Csharper中的表達式樹 這節課來瞭解一下表示式樹是什麼? 在C#中,表達式樹是一種數據結構,它可以表示一些代碼塊,如Lambda表達式或查詢表達式。表達式樹使你能夠查看和操作數據,就像你可以查看和操作代碼一樣。它們通常用於創建動態查詢和解析表達式。 一、認識表達式樹 為什麼要這樣說?它和委托有 ...
  • 在使用Django等框架來操作MySQL時,實際上底層還是通過Python來操作的,首先需要安裝一個驅動程式,在Python3中,驅動程式有多種選擇,比如有pymysql以及mysqlclient等。使用pip命令安裝mysqlclient失敗應如何解決? 安裝的python版本說明 機器同時安裝了 ...