本文是對操作系統概念（第七版）——內存管理的學習總結，不足之處歡迎批評指正。
首先我們區分什麼是邏輯地址空間和物理地址空間。
邏輯地址空間：cpu所生成的地址，邏輯地址又稱爲虛擬地址。
物理地址：內存單元所看到的地址（加載到內存寄存器中的地址）。
運行是從虛擬地址到物理地址的映射是由內存管理單元（MMU）的硬件設備來完成的。
現在有兩個不同的地址，邏輯地址0~max，物理地址R~R+max。
內存分配策略
1、連續內存分配
最爲簡單的內存分配方法之一就是將內存分爲多個固定大小的分區，每個分區只能容納一個進程。從分區中如何選擇滿足進程要求的內存塊呢？最常用的有三個策略：
（1）首次適應（第一塊滿足要求）
（2）最佳適應（最小的足夠大的）
（3）最差適應（最大的）
三種策略的分析：
首次適應和最佳適應都有外部碎片問題。外部碎片問題：當所有總的可用內存之和可用滿足請求之和，但並不連續時就會出現外部碎片。
內部碎片：通常內存單元是以塊爲單位，進程所分配的可能比所需要的要大。
我們先討論如何解決外部碎片問題。
第一種解決方法：緊縮。緊縮的目的是移動內存內容，以便所有空閒空間合併成一整塊。
第二中解決方法：允許物理地址空間非連續。常見的有分頁和分段。
2、分頁
實現分頁的基本方法涉及將物理內存分爲固定大小的塊，稱爲幀；邏輯內存也分爲固定大小，稱爲頁。
分頁的實現爲：
cpu生成邏輯地址，改地址包含兩個部分：頁號（p）和頁偏移（d）。頁號作爲頁表的索引。頁表的內容是每頁所在物理內存的基地址，這些基地址和頁偏移的組合形成了物理地址。
通常頁大小是由硬件決定的，頁的大小通常爲2的冪，如果邏輯地址空間爲2^m,且頁的大小爲2^n單元（字節或字），那麼邏輯地址的高m-n爲表示頁號，第n爲表示頁偏移。由於物理地址非連續，所以分頁是不會產生外部碎片，但是由於頁的大小是由硬件決定的，所以分頁也有內部碎片。
分頁的一個重要特點是用戶視角的內存和實際的物理內存的分離。
分頁的硬件支持：
引入轉換表緩衝區（TLB），下圖是從其他地方截圖得到的，若侵犯版權，請告知。
3、頁表結構
提出的原因：以及分頁頁表太大。
（1）層次頁表
二級分頁算法（頁表號1+頁表號2+頁偏移）
（2）哈希頁表
哈希頁表以虛擬頁碼爲哈希值，哈希頁表中的每一條目都包括一個鏈表的元素，這些元素哈希成同一位置。每個元素有3個域：虛擬頁碼，所映射的幀號，指向鏈表元素的下一個指針。
具體工作流程：虛擬地址中的虛擬頁號轉換到哈希表中，用虛擬頁號和鏈表中每個元素的第一個域進行比較，如果匹配，那麼相應的幀號用來形成物理地址，否則繼續查找。
（3）反向頁表
反向頁表對於每個真正的內存頁或幀纔有一個條目。每個條目包含 保存在真正內存位置的頁的虛擬地址以及擁有該頁的進程的信息。因此，整個操作系統只有一個頁表，對每個物理內存的頁只有一條相應的條目。
pid是進程id。
反向頁表的問題：
1、雖然減少了內存存儲空間，但是增加了查找頁表的時間。這是因爲反向頁表是按照物理地址排序（見上圖），而查找是根據虛擬地址，所以可能需要查找整個表來尋求匹配。
2、在實現共享內存時存在困難。
4、分段
前面我們提到：採用分頁內存管理有一個不可避免的問題：用戶視角的內存和實際物理內存的隔離，用戶視角的內存需要映射到物理內存。
分段：邏輯地址空間是由一組段組成的，每個段都有名稱和長度，地址指定了段內名稱和段內偏移。因此用戶通過兩個量來指定地址：段名稱和段偏移（而分頁中用戶指定一個地址，由硬件分爲頁碼和頁偏移，這些程序員是看不見的）。
爲了簡單起見，段名稱是編號的，因此邏輯地址是由段號和段偏移組成的。<段號，段偏移>
這裏總結一下段和頁的區別：
1、頁是信息的物理單位，段是邏輯單位。
2、頁的作業地址是一維的，段是二維的。
3、頁的長度由系統決定，是等長的，而段是不等長的。
段表：將二維地址映射到一維地址。
段表的條目都有段基地址和段界限。
