1、操作系统在内存中需要重点完成的目标
- 抽象：逻辑地址空间
- 保护：独立地址空间
- 共享：访问相同内存
- 虚拟化：更多的地址空间
2、操作系统中管理内存的不同方法
- 程序重定位
- 分段
- 分页
- 虚拟内存
- 按需分页虚拟内存
3、操作系统在管理内存时即实现，高度依赖硬件
- 必须知道内存架构
- MMU（内存管理单元）：硬件组件负责处理CPU的内存访问请求，位于CPU中
4、地址空间+地址生成
地址空间定义：
- 物理地址空间：硬件支持的地址空间。
进程在运行时执行指令和访问数据都要通过物理地址从主存中存取。当装入程序（Loader）将可执行代码装入内存时，必须通过地址转换将逻辑地址转换成物理地址，这个过程称为地址重定位。 - 逻辑地址空间：一个运行的程序所拥有的内存范围，是一种一维线性地址空间。
程序经过编译后，每个目标模块都是从0号单元开始编址，称为该目标模块的相对地址（或逻辑地址）。
不同进程可以有相同的逻辑地址，因为这些相同的逻辑地址可以映射到主存的不同位置。
地址生成：
- 逻辑地址生成：运行程序的格式编译转化过程：初始文件–>汇编–>链接–>载入（程序重定位）【.c file–>.s file–>.o file -->.exe file -->程序在内存中】
- 物理地址的生成
- CPU：需要执行某条指令的时候需要在逻辑地址的内存内容，因此发起一条带有逻辑地址参数的请求
- CPU：MMU（内存管理单元）查找在逻辑地址和物理地址之间的映射，如果没有，产生一个处理过程，到内存中找
- CPU：如果找到了，控制器从总线发送在物理地址的内存内容的请求
- 主存：将物理地址内存的内容通过总线发送CPU
- 操作系统在这个过程中的作用是：在整个过程前建立逻辑地址和物理地址之间的映射。操作系统还需要完成地址安全检测
5、连续内存分配
内存碎片问题：空闲内存不能被利用
- 外部碎片：在分配单元间的未使用内存
- 内部碎片：在分配单元中的未使用内存
分区的动态分配
- 简单的内存管理方法：当一个程序准许运行在内存中时，分配一个连续的区间
- 分配策略
- 第一适配：为了分配n字节，使用第一个可用空闲块以至块的尺寸比n大。
- 最优适配：寻找差值最小的空间块。当大部分分配是小尺寸时非常有效
- 最差适配：寻找差值最大的空间块。假如分配是中等尺寸效果最好
压缩式碎片整理：
- 操作：重置程序以合并孔洞
- 前提：要求所有程序是动态可重置的
- 劣势：重置时间难把控、开销大
交换式碎片整理：
- 情形：运行程序需要更多的内存
- 操作：抢占等待的程序+回收它们的内存