1. 操作系统的出现

<aside> 📖 批处理系统

加载在计算机上的一个系统软件，在它的控制下，计算机能够自动地、成批地处理一个或多个用户的作业（包括程序、数据和命令）

• 联机批处理
• 脱机批处理 </aside>

<aside> 📖 操作系统

一种控制应用程序运行和在计算机用户与计算机硬件之间提供接口的程序

<aside> 📖 目标

• 使计算机使用起来更方便
• 允许计算机系统的资源以有效的方式使用 </aside>

</aside>

2. 存储器管理

<aside> 📖 多道程序设计

让处理器一次处理多个任务，提高处理器的利用率

</aside>

<aside> 📖 交换 (exchange) 技术：当主存中没有处于就绪的任务时，操作系统调入其他任务来执行

• 分区（partitioning）
• 分页（paging） </aside>

2.1 分区方式

<aside> 📖 分区方式将主存分为两大区域

• 系统区：固定的地址范围内，存放操作系统
• 用户区：存放所有用户程序 </aside>

<aside> 📖 简单固定分区

用户区划分成长度不等的固定长的分区

当一个任务调入主存时，分配一个可用的、能容纳它的、最小的分区

• 优点：简单
• 缺点：浪费主存空间

</aside>

<aside> 📖 可变长分区

用户区按每个任务所需要的内存大小进行分配

• 优点：提高了主存的利用率
• 缺点：时间越长，存储器中的碎片就会越多 </aside>

2.2 分页方式

<aside> 📖 基本思想

把主存分成固定长且比较小的存储块， 称为页框 (page frame)，

每个任务也被划分成固定长的程序块，称为页 (page)

将页装入页框中，且无需采用连续的页框来存放一个任务中所有的页

</aside>

<aside> 📖 逻辑地址：指令中的地址

物理地址：实际主存地址

</aside>

3. 虚拟存储器

<aside> 📖 请求分页

仅将当前需要的的页面调入主存

• 通过硬件将逻辑地址转换为物理地址
• 未命中时在主存和硬盘之间交换信息

<aside> 📖 优点

• 在不扩大物理内存的前提下，可以载入更多的任务
• 编写程序时不需要考虑可用物理内存的状态
• 程序员认为可以独享一个连续的、很大的内存
• 可以在大于物理内存的逻辑地址空间中编程 </aside>

</aside>

<aside> 📖 设计的一些问题

• 页大小：4KB, 8KB, …
• 映射算法：全相联映射
• 写策略：写回
• 类型：分页式、分段式、段页式 </aside>

3.1 分页式虚拟存储器

<aside> 📖 主存储器和虚拟地址空间都被划分为大小相等的页面

• 虚拟页（virtual page，VP）/ 逻辑页（logical page）
  • 虚拟地址空间中的页面
• 物理页（physical page，PP）/ 页框（page frame）
  • 主存空间中的页面 </aside>