一：內存管理的概念
內存管理（Memory Management）是操作系統中最重要和最複雜的內容之一。隨着計算機硬件的飛速發展，內存容量也在不斷增長，但是現在的軟件大小也在不斷增長並且增長的很快，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，因此操作系統必須對內存空間進行合理的劃分和有效的動態分配，這就是內存管理的概念。
有效的內存管理在多道程序設計中非常有用，它不僅可以方便用戶對內存的管理，還可以有效提高計算機內存的利用率，還可以通過虛擬技術在邏輯上擴充內存。
內存管理的功能有：
- 內存空間的分配和回收 由操作系統直接負責內存的分配和回收，減輕程序員的負擔，使編程效率變得更高。
- 地址轉換 由於在多道程序環境下，程序的物理地址和邏輯地址有可能不一致，這時就需要地址轉換來把邏輯地址轉換成真實的物理地址
- 內存空間的擴充 利用虛擬存儲技術或自動覆蓋技術來實現內存的邏輯上的擴充。
- 存儲保護 保證各道程序在自己的內存空間中運行，互不干擾。
二：進程運行的基本原理和要求
創建進程首先要將程序和數據裝入內存，將用戶程序變爲可在內存中運行的程序，通常需要以下幾個步驟：
（1）編譯 由編譯程序將用戶源代碼編譯成若干目標模塊
（2）鏈接 由鏈接程序將編譯後形成的一組目標模塊和庫函數鏈接在一起，形成有一個完整的裝入模塊
（3） 裝入 由裝入程序將裝入模塊裝入內存運行
- 程序的鏈接有三種方式：
（1）靜態鏈接 先將各目標模塊以及它們的庫函數鏈接成一個完整的可執行程序，以後不再拆開
（2）裝入時動態鏈接 將用戶源程序編譯後所得到的一組模塊，在裝入內存時，採用邊裝入邊鏈接的方法
（3）運行時動態鏈接 對某些目標模塊的鏈接，是在程序執行該模塊時才需要進行的，方便進行修改和更新，便於實現對目標模塊的共享
- 內存的裝入模塊在裝入內存時的三種方式：
（1）絕對裝入
在編譯時，若知道程序在內存的位置，則編譯程序將直接產生絕對地址的目標代碼。 絕對裝入程序按照裝入模塊中的地址，把程序和數據裝入內存，由於程序中的邏輯地址與實際內存中的地址完全相同，所以不需要對程序和數據的地址進行修改。
絕對裝入只適用於單道程序環境。在程序中所使用的絕對地址，是在編譯或彙編時進行轉換的，也可由程序員直接賦予。通常情況下，程序中採用的是符號地址，而在編譯或者彙編時轉化爲絕對地址。
（2）可重定位裝入
在多道程序環境下，多個目標模塊的起始地址都是從0開始的，程序中的其它地址都是相對於始址的，此時應採用可重定位裝入的方式。在裝入內存時，將裝入模塊裝入內存中合適的位置。在裝入過程中，對程序和數據的地址的修改的過程稱爲重定位，又因爲是一次性裝入，又稱爲靜態重定位。
靜態重定位的特點是：一個作業在裝入內存時，必須給它分配足夠的空間，若沒有，則不能裝入該作業。此外，一旦作業唄被入內存，整個運行期間就不能在內存中移動，也不能申請新的內存空間。
（3）動態運行時裝入
動態運行時裝入，又稱動態重定位。程序若是在內存中發生移動，可以採用動態的裝入方式來解決，程序裝入程序將程序 的裝入模塊裝入內存時，並不直接轉換爲絕對地址，而是採用相對地址，直到程序真正開始執行時才轉換爲絕對地址。但是這種方式需要一個重定位寄存器。
動態重定位的特點是，可以將程序分配到不連續的存儲空間，在程序運行之前，只裝入它的部分代碼即可投入運行，然後在程序運行期間，根據它的需要，動態的申請分配內存，這樣便於程序段的共享，也可以向用戶提供一個比內存空間大的多的內存空間。
三 邏輯地址空間與物理地址空間
編譯後，每個目標模塊的地址都是從0號單元開始編址，這稱爲該目標模塊的相對地址或者邏輯地址。當鏈接程序將各個目標模塊鏈接成一個可執行的完整的目標程序時，鏈接程序順序將每個目標模塊的相對地址構成統一的從0號單元開始編址的邏輯空間。用戶和程序員只需知道邏輯地址，而內存的管理機制則是完全透明的，而邏輯地址的轉換則由系統編程人員纔會涉及。不同進程可以有相同的邏輯地址，因爲這些相同的邏輯地址可以映射成不同的實際地址。
物理地址空間是指內存中的物理單元集合，它是地址轉換的最終地址。程序執行指令和訪問數據時，最後都要從物理地址中存取。當裝入程序將可執行代碼裝入內存後，必須通過地址轉換將邏輯地址轉換成物理地址，這個過程稱爲地址重定位。
四 內存保護
內存分配前，需要保護操作系統不受用戶進程的影響，也要博湖用戶基金從不受其它用戶進程的影響。
（1）在CPU中設置一對上下限寄存器，分別存方用戶作業在內存中的上限地址和下限地址，每當CPU要訪問一個地址時，分別與兩個寄存器的值想比較，判斷是否越界。
（2）採用重定位寄存器（或界址寄存器）和界地址寄存器（限長寄存器）來實現這種保護