计算机操作系统 - 内存管理
内存管理
分页系统地址映射
内存管理单元（MMU）管理着地址空间和物理内存的转换，其中的**页表（Page table）存储着页（程序地址空间）和页框（物理内存空间）**的映射表。
一个虚拟地址分成两个部分，一部分存储页面号，一部分存储偏移量。
下图的页表存放着 16 个页，这 16 个页需要用 4 个比特位来进行索引定位。例如对于虚拟地址（0010 000000000100），前 4 位是存储页面号 2，读取表项内容为（110 1），页表项最后一位表示是否存在于内存中，1 表示存在。后 12 位存储偏移量。这个页对应的页框的地址为 （110 000000000100）。
2.1、虚拟内存管理
虚拟内存管理包括：虚拟内存概念、请求分页管理方式、页面置换算法、页面分配策略、工作集和抖动。
2.1.1、虚拟内存概念
虚拟内存是一种存储模式，通过这种模式能让我们有种感觉，即：我们的内存本身能够处理远比内存大的多的数据或者文件。
虚拟内存能够处理比本身更大的数据的原理其实非常简单，你可以简单理解为按需加载，在操作系统里面这种方式有个专有的称呼：Demand Paging，这是虚拟内存管理的一种最常见的策略。
能这么做的原因是存储在磁盘上的文件，在底层都会按照固定大小的page进行划分，我们在使用cpu处理磁盘上的文件的时候，并不是一下会把整个文件都载入内存，而是当用到这部分数据的时候才会去加载，也就是说一个page被拷贝进主内存的触发机制是：
这块数据需要被加载
当发生操作系统发起缺页信号时
也就是说在虚拟内存里面，我们可以开辟一个固定大小的区域用来处理相关的数据，在加载数据时，如果这个区域没有满，就直接读满，如果满了之后，系统要读取新的page时，会发现这个page不在虚拟内存里面，就会发起一个缺页信号，为了读取新的数据进入内存，我们可以释放掉前面已经处理过的数据，然后加载新的page替代被淘汰数据的page占的位置，被淘汰page的处理，我们可以直接丢弃，也可以将其再次保存在磁盘上存储，防止将来还需要读取。
2.1.2、页面置换算法
前面提到，如果在内存里面申请的固定空间满了，会淘汰一部分page然后替换为新的page，这里面的这个算法非常关键，算法的好坏决定了内存要和磁盘发生swap的次数，这个次数直接直接影响了程序的性能。
缓存驱逐（过期）算法常用的策略有三种，分别是：
2.1.2.1、先进先出策略
FIFO：First In First Out
2.1.2.2、最不经常使用策略
LFU：Least Frequently Used
2.1.2.3、最近最少使用策略
LRU：Least Recently Used
2.2、物理内存管理
包括程序装入等概念、交换技术、连续分配管理方式和非连续分配管理方式（分页、分段、段页式）。
