計算機體系結構和內存分層結構

在這裏插入圖片描述設備:硬盤、鼠標、鍵盤等等

內存分層結構:
在這裏插入圖片描述雖然計算機硬件一直在飛速發展,內存容量也在不斷增長,但是仍然不可能將所有用戶進程和系統所需要的全部程序和數據放入主存中,所以操作系統就要對內存進行合理地劃分和有效地動態分配。操作系統需要做到四個方面:抽象、保護、共享和虛擬化。
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OS內存管理的目標:

抽象:把物理地址空間抽象成邏輯地址空間,又叫編程空間
保護:爲了防止不同程序地址空間越界,需要設置獨立的地址空間。
共享:有些時候程序之間需要共享數據。
虛擬化:將硬盤虛擬成內存,獲得更大的地址空間

操作系統採用的內存管理方式:

重定位(relocation):段地址+偏移
分段(segmentation):程序的邏輯結構不需要連成一片,而是分成代碼、數據、堆棧3塊,每一塊的空間就減少了;但每段的內容是連續的
分頁(paging):把內存分成最基本的單位
虛擬存儲(virtual memory):目前多數系統(如Linux)採用的是按需頁式虛擬存儲

內存管理方式的實現是高度依賴硬件的:

與計算機存儲架構緊密耦合
MMU(內存管理單元):處理CPU存儲訪問請求的硬件

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