本章主要是讲分区存储管理，分页存储管理，分段存储管理，段页式存储管理

1.分区存储管理

所谓分区存储组织，就是整存，将某进程运行所需的内存整体一起分配给它，然后再执行。

有三种分区方式：

固定分区：静态分区方法，将主存分为若干个固定的分区，将要运行的作业装配进去，由于分区固定，大小和作业需要的大小不同，会产生内部碎片。

可变分区：动态分区方法，主存空间的分区是在作业转入时划分，正好划分为作业需要的大小，这样就不存在内部碎片，但容易将整片主存空间切割成许多块，会产生外部碎片。（内部碎片：内存已经被分配出去给某个进程使用了，因为是固定分区，导致最后一个分区填充不满，出现内部碎片，进程在占用这个内存时，系统是无法使用这个内部多出来的碎片的！外部碎片：内存还没被分配出去，不属于任何进程，因为可变分区，内存被分割成多个块，导致新的进程想使用这些空闲的内存，如果需要的内存大于空闲内存，这个时候内存就得不到利用，或者能够使用，但是会有剩余内存，这样就会被切割成多个细小的碎片，称为外部碎片！）

可变分区的算法如下：

系统分配内存的算法有很多，如下图所示，根据分配前的内存情况，还需要分配9K空间，对不同算法的结果介绍如下：

• 首次适应法：按内存地址顺序从头查找，找到第一个＞＝9K空间的空闲块，即切割9K空间分配给进程。
• 最佳适应法：将内存中所有空闲内存块按从小到大排序，找到第一个＞＝9K空间的空闲块，切割分配，这个将会找到与9K空间大小最相近的空闲块。
• 最差适应法：和最佳适应法相反，将内存中空闲块空间最大的，切割9K空间分配给进程，这是为了预防系统中产生过多的细小空闲块。
• 循环首次适应法：按内存地址顺序查找，找到第一个＞＝9K空间的空闲块，而后若还需分配，则找下一个，不用每次都从头查找，这是与首次适应法不同的地方。

可重定位分区：可以解决碎片问题，移动所有已经分配好的区域，使其成为一个连续的区域，这样其他外部细小的分区碎片可以合并为大的分区，满足作业要求。只在外部作业请求空间得不到满足时进行。

2.分页存储管理

解决了什么问题呢？主要是解决了分区管理整存无法解决的问题，不需要一次性的把整个程序所需要的内存都分配给程序去运行！例如一个10GB的程序A，我只有1GB内存，我怎么执行A呢，只需要将指令一条条调到内存中去执行！

分页存储是固定的分页的，会产生内部碎片。（如果每页4kb，产生碎片的原因是最后一页不可能正好，之前的页都是正好的，大小是4kb！）

逻辑页分为页号和页内地址，页内地址就是物理偏移地址，而页号与物理块号并非按序对应的，需要查询页表，才能得知页号对应的物理块号，再用物理块号加上偏移地址才得出了真正运行时的物理地址。（页内地址=物理地址）

优点：利用率高，碎片小，分配及管理简单。

缺点：增加了系统开销，可能产生抖动现象（频繁的页面调入调出）。

抖动现象：当分配的内存小于要求的工作集时，由于内存外存交换频繁，访问外存时间和I/O处理时间大大增加，造成CPU因等待数据空转，使得整个系统性能大大下降，这就造成了系统抖动。

补充下（都是考点）：有多少个页，决定了我的页号是多少位，举个例子（示例学习法，不懂的举个例子，立马懂了），4GB=（4*1024*1024）KB进程，分的每页是4KB，这个时候就是有（4*1024*1024）KB/4KB= 2^20个页数，对应的两进制是20位，也就是页号有20位，所以说有多少个页，就决定了我的页号是多少位！

页内地址跟什么相关？页内地址是根据页的大小来的，再举个例子，比如页大小是4KB=（4*1024）B=2^12，所以页地址就是12位！

页面置换算法

最优算法：OPT,理论上的算法，无法实现，是在进程执行完后进行的最佳效率计算，用来让其他算法比较差距。原理是选择未来最长时间内不被访问的页面置换，这样可以保证未来执行的都是马上要访问的。

先进先出算法：FIFO,先调入内存的页先被置换淘汰，会产生抖动现象，即分配的页数越多，缺页率可能越多（即效率越低）。

最近最少使用：LRU,在最近的过去，进程执行过程中，过去最少使用的页面被置换淘汰，根据局部性原理，这种方式效率高，且不会产生抖动现象，使用大量计数器，但是没有LFU多。

淘汰原则：优先淘汰最近未访问的，而后淘汰最近未被修改的页面。

快表，快速的页表，存的内容跟页表一样的！只存了页表访问最频繁的副本！

是一块小容量的相联存储器，由快速存储器组成，按内容访问，速度快，并且可以从硬件上保证按内容并行查找，一般用来存放当前访问最频繁的少数活动页面的页号。

快表是将页表存于Cache中；慢表是将页表存于内存上。慢表需要访问两次内存才能取出页，而快表是访问一次Cache和一次内存，因此更快。

真题来喽：

1.某计算机系统页面大小为4K,若进程的页面变换表如下所示，逻辑地址为十六进制1D16H.该地址经过变换后，其物理地址应为十六进制（）。

A.1024H B.3D16H C.4D16H D.6D16H

解析：核心就是页面大小，决定了页内地址的位数，最后页面地址跟物理地址是一样的D16H这三位不变，从下图页表找到对应关系即可，1D16H对应的16位2进制=0001 1101 0001 0110 4kb=2^12b。

2.某进程有4个页面，页号为0~3,页面变换表及状态位、访问位和修改位的含义如下图所示，若系统给该进程分配了3个存储块，当访问前页面1不在内存时，淘汰表中页号为（）的页面代价最小。

A.0 B.1 C.2 D.3

解析：这个题没什么难度，就是考察页面置换算法，使用LRU，最近最少使用！

3.分段存储管理

将进程空间分为一个个段，每段也有段号和段内地址，与页式存储不同的是，每段物理大小不同，分段是根据逻辑整体分段的，因此，段表也与页表的内容不同，页表中接是逻辑页号对应物理块号，而下图所示，段表有段长和基址两个属性，才能确定一个逻辑段在物理段中的位置。

优点：多道程序共享内存，各段程序修改互不影响。

缺点：内存利用率低，内存碎片浪费大。

考题来喽：

1.设某进程的段表如下所示，逻辑地址（）可以转换为对应的物理地址。

A. (0,1597) （1,30)和（3,1390)

B.(0,128) （1,30)和（3,1390)

C.(0,1597)、（2,98)和（3,1390)

D.(0,128)、（2,98)和（4,1066)

解析：一看题有点懵，后来才知道是检查一下地址是不是合法的，主要是看懂选项什么意思，（s，d）s是段号，d是段内地址。答案B，主要看段长是否越界！

4.段页式存储管理

对进程空间先分段，后分页，具体原理图和优缺点如下：

优点：空间浪费小、存储共享容易、存储保护容易、能动态链接。

缺点：由于管理软件的增加，复杂性和开销也随之增加，需要的硬件以及占用的内容也有所增加，使得执行速度大大下降。