操作系统中的内存管理

2025 年 3 月 22 日 | 阅读需 2 分钟

计算机内存可以定义为以二进制格式表示的数据集合。根据各种功能,内存可以分为不同的类别。我们将在稍后详细讨论其中的每一个。

能够临时或永久存储任何信息或数据的计算机设备称为存储设备。

数据如何在计算机系统中存储?

为了理解内存管理,我们需要弄清楚数据在计算机系统中是如何存储的。

机器只能理解二进制语言,即 0 或 1。计算机首先将所有数据转换为二进制语言,然后将其存储到内存中。

这意味着如果我们有一行程序写着 int α = 10,那么计算机会将其转换为二进制语言,然后存储到内存块中。

下面展示了 inti = 10 的表示。


OS Memory Management inti

10 的二进制表示是 1010。这里,我们考虑 32 位系统,因此 int 的大小为 2 字节,即 16 位。1 个内存块存储 1 位。如果我们使用有符号整数,则内存数组中的最高有效位始终是符号位。

符号位 0 表示正整数,1 表示负整数。这里,使用内存数组可以存储的值范围是 -32768 到 +32767。

好吧,通过使用无符号 int,我们可以扩大这个范围。在这种情况下,现在存储符号的位也将存储位值,因此范围将是 0 到 65,535。

多道程序设计的需求

然而,CPU 可以直接访问系统的内存、寄存器和缓存。程序始终在内存中执行。内存的大小在很大程度上影响多道程序设计的程度。如果内存大小大于 CPU 可以同时加载到内存中的进程数量,那么它将增加多道程序设计的程度以及 CPU 利用率。

因此,我们可以说,如果内存大小增加,CPU 利用率也会增加。

 
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