操作系统理论 第四章(存储器管理)—第一节(存储器的层次结构)

本文主要是介绍操作系统理论 第四章(存储器管理)—第一节(存储器的层次结构),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

 写在前面:

  1. 本系列笔记主要以《计算机操作系统(汤小丹…)》为参考,大部分内容出于此书,笔者的工作主要是挑其重点展示,另外配合下方视频链接的教程展开思路,在笔记中一些比较难懂的地方加以自己的一点点理解(重点基本都会有标注,没有任何标注的难懂文字应该是笔者因为强迫症而加进来的,可选择性地忽略)。
  2. 视频链接:操作系统(汤小丹等第四版)_哔哩哔哩_bilibili

一、内存管理概述

        存储器管理的主要对象是内存,至于外存,它主要用来存放文件,所以外存的管理归为文件管理的内容。

        操作系统对内存的划分和动态分配,就是内存管理的概念。内存管理的功能有:

        ①内存空间的分配和回收:由操作系统完成主存储器空间的分配和管理,使程序员摆脱存储分配的麻烦,提高编程效率。

        ②地址转换:在多道程序环境下,程序中的逻辑地址与内存中的物理地址不可能一致,因此存储管理必须提供地址变换功能,把逻辑地址转换成相应的物理地址。

        ③内存空间的扩充:利用虚拟存储技术或自动覆盖技术,从逻辑上扩充内存。

        ④存储保护:保证各道作业在各自的存储空间内运行,互不干扰。

二、多层结构的存储器系统

        对于通用计算机而言,存储层次至少应具有三级:最高层为 CPU寄存器,中间为主存,最底层是辅存。在较高档的计算机中,还可以根据具体的功能细分为寄存器、高速缓存、主存储器、磁盘缓存、固定磁盘、可移动存储介质等6层。

        在存储层次中,层次越高(越靠近CPU),存储介质的访问速度越快,价格也越高,相对所配置的存储容量也越小其中,寄存器、高速缓存、主存储器和磁盘缓存均属于操作系统存储管理的管辖范畴,掉电后它们中存储的信息不再存在;而低层的固定磁盘和可移动存储介质则属于设备管理的管辖范畴,它们存储的信息将被长期保存

三、主存储器与寄存器

1、主存储器

        主存储器简称内存或主存,是计算机系统中的主要部件,用于保存进程运行时的程序和数据,也称可执行存储器。通常处理机都是从主存储器中取得指令和数据的,并将其所取得的指令放入指令寄存器中,而将其所读取的数据装入到数据寄存器中;或者反之,将寄存器中的数据存入到主存储器。

        由于主存储器访问速度远低于CPU执行指令的速度,为缓和这一矛盾,在计算机系统中引入了寄存器和高速缓存。

2、寄存器

        寄存器具有与处理机相同的速度,故对寄存器的访问速度最快,完全能与CPU协调工作,但价格却十分昂贵,因此容量不可能做得很大。

四、高速缓存和磁盘缓存

1、高速缓存

        高速缓存是现代计算机结构中的一个重要部件,它是介于寄存器和存储器之间的存储器,主要用于备份主存中较常用的数据,以减少处理机对主存储器的访问次数,这样可大幅度地提高程序执行速度。高速缓存容量远大于寄存器,而比内存约小两到三个数量级左右,访问速度快于主存储器。

        在计算机系统中,为了缓和内存与处理机速度之间的矛盾,许多地方都设置了高速缓存。

2、磁盘缓存

        由于目前磁盘的I/O速度远低于对主存的访问速度,为了缓和两者之间在速度上的不匹配,而设置了磁盘缓存,主要用于暂时存放频繁使用的一部分磁盘数据和信息,以减少访问磁盘的次数。但磁盘缓存与高速缓存不同,它本身并不是一种实际存在的存储器,而是利用主存中的部分存储空间暂时存放从磁盘中读出(或写入)的信息。主存也可以看作是辅存的高速缓存,因为辅存中的数据必须复制到主存方能使用,反之,数据也必须先存在主存中,才能输出到辅存。

这篇关于操作系统理论 第四章(存储器管理)—第一节(存储器的层次结构)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/855985

相关文章

nvm如何切换与管理node版本

《nvm如何切换与管理node版本》:本文主要介绍nvm如何切换与管理node版本问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录nvm切换与管理node版本nvm安装nvm常用命令总结nvm切换与管理node版本nvm适用于多项目同时开发,然后项目适配no

Redis实现RBAC权限管理

《Redis实现RBAC权限管理》本文主要介绍了Redis实现RBAC权限管理,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录1. 什么是 RBAC?2. 为什么使用 Redis 实现 RBAC?3. 设计 RBAC 数据结构

mac安装nvm(node.js)多版本管理实践步骤

《mac安装nvm(node.js)多版本管理实践步骤》:本文主要介绍mac安装nvm(node.js)多版本管理的相关资料,NVM是一个用于管理多个Node.js版本的命令行工具,它允许开发者在... 目录NVM功能简介MAC安装实践一、下载nvm二、安装nvm三、安装node.js总结NVM功能简介N

SpringBoot中使用 ThreadLocal 进行多线程上下文管理及注意事项小结

《SpringBoot中使用ThreadLocal进行多线程上下文管理及注意事项小结》本文详细介绍了ThreadLocal的原理、使用场景和示例代码,并在SpringBoot中使用ThreadLo... 目录前言技术积累1.什么是 ThreadLocal2. ThreadLocal 的原理2.1 线程隔离2

Linux内存泄露的原因排查和解决方案(内存管理方法)

《Linux内存泄露的原因排查和解决方案(内存管理方法)》文章主要介绍了运维团队在Linux处理LB服务内存暴涨、内存报警问题的过程,从发现问题、排查原因到制定解决方案,并从中学习了Linux内存管理... 目录一、问题二、排查过程三、解决方案四、内存管理方法1)linux内存寻址2)Linux分页机制3)

高效管理你的Linux系统: Debian操作系统常用命令指南

《高效管理你的Linux系统:Debian操作系统常用命令指南》在Debian操作系统中,了解和掌握常用命令对于提高工作效率和系统管理至关重要,本文将详细介绍Debian的常用命令,帮助读者更好地使... Debian是一个流行的linux发行版,它以其稳定性、强大的软件包管理和丰富的社区资源而闻名。在使用

龙蜥操作系统Anolis OS-23.x安装配置图解教程(保姆级)

《龙蜥操作系统AnolisOS-23.x安装配置图解教程(保姆级)》:本文主要介绍了安装和配置AnolisOS23.2系统,包括分区、软件选择、设置root密码、网络配置、主机名设置和禁用SELinux的步骤,详细内容请阅读本文,希望能对你有所帮助... ‌AnolisOS‌是由阿里云推出的开源操作系统,旨

五大特性引领创新! 深度操作系统 deepin 25 Preview预览版发布

《五大特性引领创新!深度操作系统deepin25Preview预览版发布》今日,深度操作系统正式推出deepin25Preview版本,该版本集成了五大核心特性:磐石系统、全新DDE、Tr... 深度操作系统今日发布了 deepin 25 Preview,新版本囊括五大特性:磐石系统、全新 DDE、Tree

SpringBoot使用minio进行文件管理的流程步骤

《SpringBoot使用minio进行文件管理的流程步骤》MinIO是一个高性能的对象存储系统,兼容AmazonS3API,该软件设计用于处理非结构化数据,如图片、视频、日志文件以及备份数据等,本文... 目录一、拉取minio镜像二、创建配置文件和上传文件的目录三、启动容器四、浏览器登录 minio五、

IDEA中的Kafka管理神器详解

《IDEA中的Kafka管理神器详解》这款基于IDEA插件实现的Kafka管理工具,能够在本地IDE环境中直接运行,简化了设置流程,为开发者提供了更加紧密集成、高效且直观的Kafka操作体验... 目录免安装:IDEA中的Kafka管理神器!简介安装必要的插件创建 Kafka 连接第一步:创建连接第二步:选