缓存 为了确保正常运行必须保护内存
首先讨论： 符号内存地址到实际物理地址的绑定 逻辑地址与物理地址的区别 动态装载、动态链接代码及共享库
在计算机科学中，库是用于开发软件的子程序 集合。库和可执行文件的区别是，库不是独立 程序，他们是向其他程序提供服务的代码。
库链接是指把一个或多个库包括到程序中，有 两种链接形式：静态链接和动态链接，相应的， 前者链接的库叫做静态库后者的叫做动态库。
绑定
内存管理 单元(MMU)
内存管理单元（MMU）
映射虚拟地址为物理地址的硬件设备
用户进程所生成的地址在送交内存之前，都将 加上重定位寄存器（基地址寄存器）的值
用户程序决不会看到真正的物理地址
库的链接及加载
静态链接 动态链接 （dynamic link） 动态加载 （dynamic loading）
– 首次适应（First-fit） – 最佳适应（Best-fit） – 最差适应（Worst-fit）
First-fit和best-fit在分配速度及存储效率上优于 Worst-fit
碎片（Fragmentation）
外部碎片 内部碎片 紧缩（compaction）：用来降低外部碎片
静态链接是由链接器在链接时将库的内容加入 到可执行程序中的做法。链接器是一个独立程 序，将一个或多个库或目标文件（先前由编译 器或汇编器生成）链接到一块生成可执行程序。
静态链接的最大缺点是生成的可执行文件太大， 需要更多的系统资源，在装入内存时也会消耗 更多的时间。
动态链接，在可执行文件装载时或运行时，由 操作系统的装载程序加载库。大多数操作系统 将解析外部引用（比如库）作为加载过程的一 部分。
地址转换体系结构
逻辑内存和物理内存的分页模型保存在内存中 页表基寄存器（PTBR）指向页表 页表长度寄存器（PTLR）指示页表的大小 在这种方式下，每次数据/指令的访问需要访问两次内
存。一次访问页表，另一次访问数据/指令 两次内存访问问题可以用特别的快速查找硬件缓冲
序，或如果该程序不在内存时应如何装入库 存根会用子程序地址来替换自己，并开始子程序 存根首先检查所需子程序是否在内存中，如果不在，
就将子程序装入内存。 动态链接通常适用于系统库 需要操作系统的帮助
2. 交换（swapping)
进程可以暂时从内存中交换到备份存储(backing store)上，当需 要再次执行时再调回到内存
（frame） 将逻辑内存分为同样大小的块，称为页
（page） 跟踪所有的空闲帧 建立页表用来将逻辑地址转换为物理地址。 内部碎片
地址转换方法
CPU生成的地址分成以下两部分
– 页号(p)：页号作为页表中的索引。页表中包含每 页所在物理内存的基地址。
– 页偏移(d)：与页的基地址组合就形成了物理地址， 就可送交物理单元。
backing store –通常是快速磁盘
优先级调度算法中使用 滚出（roll out）, 滚入（roll in） 交换时间 转移时间，而转移时间与交换内存空间量成正比
问：将交换出的进程再交换（调回）回来的时候，应调回哪个内 存空间（编译时，加载时，执行时）
连续分配
内存通常分为两个区域：
重定位和界限寄存器的硬件支持
多分区分配方法
– 孔（Hole）：一块可用内存称为孔。不同大小的孔 分布在内存的不同地方。
– 当有新进程需要内存时，为该进程查找足够大的孔。 – 操作系统维护的信息包括：
已分配分区 空闲分区（hole）
动态存储分配问题
根据一组空闲孔来分配大小为n的请求。
（称为关联内存或翻译后备缓冲器）来解决。
关联存储
关联内存 － 并行搜索
– 当关联内存根据给定值查找 时，它会同时与所有键进行 比较。如果找到条目，那么 就得到相应的值域
地址转换（A’, A’’）
– 如果A’在关联寄存器中，则 直接取出其对应的frame #
内存管理
目的
详细描述内存硬件的各种组织方法 讨论各种内存管理技术，包括分页和分
段 详细描述 Intel Pentium 芯片，它支持纯
分段和带分页的分段
背景
为了运行程序必须把程序从磁盘载入到内存 内存和寄存器是CPU唯一能直接访问的存储器 寄存器的访问时间 vs 内存的访问时间
– 一个用于驻留操作系统，常与中断向量一起放在低 内存
– 另一个用于用户进程，常放在高内存。
单分区分配方法（Single-partition allocation）
– 重定位寄存器方案用来保护用户进程之间，用户进 程与操作系统之间不会相互修改代码与数据
– 重定位寄存器包含了最小的物理地址；界限寄存器 包含了逻辑地址的范围，每个逻辑地址必须小于界 限寄存器
基地址寄存器和界限地址寄存器
一个进程使用的内存地址范围是由一对基地址 寄存器和界限地址寄存器来定义
一个用户程序的多步骤处理
地址绑定
地址绑定是从一个地址空间到另一个地址空间 的映射
将指令与数据绑定到内存，有以下几种情况
不知道驻留地址
逻辑地址空间和物理地址空间
逻辑地址：CPU所生成的地址 –(虚拟地址) 物理地址：从内存单元所看到的地址
– 移动内存内容，以便所有空闲空间合并成一整块。 – 如果重定位是动态的，是在运行时进行的，那么就能采用紧
缩
另一种可能解决外部碎片问题的方法是允许物理地址 空间为非连续，这样只要有物理内存就可为进程分配。
– 分页 – 分段
分页(Paging)
一个进程的物理地址可以是非连续的 将物理内存分成固定大小的块，称为帧
动态加载
直到被调用之前，程序不会被载入到内存，即 加载延迟到运行时
优点 不使用的程序不会载入到内存， 既而内存使
用率高 适合用户用大量代码来操作不常发生事件时 不需要操作系统的特别支持，由程序员来设计
动态链接
链接延迟到执行时 小程序, stub（存根）, 用来定位适当的内存驻留库程