存储管理是操作系统中至关重要的一部分,它负责有效地分配、回收和管理计算机的内存资源,以下是对几种常见存储管理方式的详细解释:
1、单连续存储管理:这是最简单的一种存储管理方式,将内存分为系统区和用户区两个连续的区域,应用程序被装入到用户区,并可以使用该区域的全部空间,这种方式实现简单,但内存利用率不高,因为程序的大小可能无法与固定分区的大小完全匹配。
2、可变分区存储管理:为了支持多道程序系统和分时系统,引入了可变分区存储管理,这种管理方式根据作业的实际需要动态地创建分区,当要装入一个作业时,根据作业需要的主存量查看主存中是否有足够的空间,若有,则按需要量分割一个分区分配给该作业;若无,则令该作业等待主存空间,随着作业的装入、撤离,主存空间被分成许多个分区,有的分区被作业占用,而有的分区是空闲的,当一个新的作业要求装入时,必须找一个足够大的空闲区,把作业装入该区,如果找到的空闲区大于作业需要量,则作业装入后又把原来的空闲区分成两部分,一部分给作业占用了;另一部分又分成为一个较小的空闲区,当一作主行结束撤离时,它归还的区域如果与其它空闲区相邻,则可合成一个较大的空闲区,以利大作业的装入。
3、页式存储管理:页式存储管理将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片,称为页面或页,并为各页加以编号,相应地,也把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块,称为(物理)块或页框,在为进程分配内存时,以块为单位将进程中的若干个页分别装入到多个可以不相邻接的物理块中,由于进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片,称之为“页内碎片”,页式存储管理的优点是可以实现内存的物理地址重定位,即每个程序的页面大小和位置都可以不同,这有助于提高内存利用率和程序的加载速度。
4、段式存储管理:段式存储管理将二维逻辑地址空间的程序占用多个主存可变分区,每个分区可以包含程序的代码段、数据段、堆栈段等,这种模式的优点是可以根据程序的实际需求动态分配内存,提高了内存利用率,但缺点是需要更多的管理开销,因为操作系统需要跟踪每个分区的起始和结束地址。
5、段页式存储管理:段页式存储管理结合了段式和页式存储管理的优点,在这种模式下,二维逻辑地址空间的程序占用多个主存页帧区,每个程序被划分为多个段,每个段再被划分为多个页,这种模式的优点是可以同时实现分段和分页的管理,具有更高的灵活性和内存利用率,但缺点是需要更多的管理开销,因为需要同时维护段表和页表等数据结构。
6、虚拟存储管理:当程序的存储空间要求大于实际的内存空间时,就使得程序难以运行了,虚拟存储技术就是利用实际内存空间和相对大的多的外部储存器存储空间相结合构成一个远远大于实际内存空间的虚拟存储空间,程序就运行在这个虚拟存储空间中,虚拟存储技术不仅仅可让我们可以使用更多的内存,它还提供了以下功能:寻址空间、内存映射、物理内存分配、共享虚拟内存等。
不同的存储管理方式各有优缺点,适用于不同的应用场景,在实际应用中,需要根据具体的需求和资源限制选择合适的存储器管理模式。