名词解释

  • MMU：内存管理单元
  • ALU: 计算逻辑单元

操作系统如何管理物理内存？

  • 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

      操作系统管理内存的方法

  • 程序重定位

  • 分段
  • 分页
  • 虚拟内存
  • 按需分页虚拟内存

实现高度依赖硬件
  • 必须知道内存架构
  • MMU：硬件组件负责处理CPU的内存访问请求

地址空间&地址生成

地址空间

物理地址空间—— 硬件支持的地址空间（主存、硬盘）
逻辑地址空间—— 一个运行程序执行所拥有的内存范围

逻辑地址的生成

一段程序代码经过 编译-汇编-链接-载入（程序重定位）转化过程最终到内存中产生的逻辑地址。

一段程序的执行过程
  • CPU方面
    • ALU发出请求、请求获取逻辑地址的数据
    • MMU寻找逻辑地址与物理地址之间的映射（MMU中没有找到的话，会去内存中查找）
    • 控制器从总线发送在物理地址的内存内容的请求
  • 内存方面
    • 内存发送物理地址内存内容给CPU
  • 操作系统
    • 在此过程之前建立逻辑地址与物理地址之间的映射