匯報(bào)人：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第章存儲(chǔ)器管理NEWPRODUCTCONTENTS目錄01添加目錄標(biāo)題02存儲(chǔ)器管理概述03存儲(chǔ)器分類與組成04存儲(chǔ)器管理技術(shù)05存儲(chǔ)器優(yōu)化技術(shù)06存儲(chǔ)器安全與保護(hù)添加章節(jié)標(biāo)題PART01存儲(chǔ)器管理概述PART02存儲(chǔ)器管理的概念存儲(chǔ)器管理是操作系統(tǒng)的核心功能之一，負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器資源。存儲(chǔ)器管理的主要任務(wù)是分配、保護(hù)和回收存儲(chǔ)器資源，以提高存儲(chǔ)器的利用率和系統(tǒng)的運(yùn)行效率。存儲(chǔ)器管理包括物理內(nèi)存管理、虛擬內(nèi)存管理、高速緩存管理等方面。存儲(chǔ)器管理的目標(biāo)是在滿足用戶需求的前提下，盡可能提高存儲(chǔ)器的利用率和系統(tǒng)的運(yùn)行效率。存儲(chǔ)器管理的功能內(nèi)存分配：為進(jìn)程分配內(nèi)存空間，保證進(jìn)程正常運(yùn)行內(nèi)存保護(hù)：防止進(jìn)程訪問不屬于自己的內(nèi)存空間，保證系統(tǒng)安全內(nèi)存共享：允許多個(gè)進(jìn)程共享同一塊內(nèi)存空間，提高資源利用率內(nèi)存回收：回收不再使用的內(nèi)存空間，提高系統(tǒng)效率存儲(chǔ)器管理的發(fā)展歷程早期階段：程序直接訪問物理內(nèi)存，效率低下未來發(fā)展趨勢(shì)：引入內(nèi)存虛擬化、內(nèi)存壓縮等技術(shù)，提高內(nèi)存管理靈活性和效率現(xiàn)代操作系統(tǒng)階段：引入內(nèi)存保護(hù)、內(nèi)存共享等技術(shù)，提高內(nèi)存安全性和共享性單道程序階段：引入內(nèi)存管理，提高內(nèi)存利用率分時(shí)系統(tǒng)階段：引入分頁和分段技術(shù)，提高內(nèi)存管理效率多道程序階段：引入虛擬內(nèi)存技術(shù)，提高內(nèi)存容量存儲(chǔ)器分類與組成PART03隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）應(yīng)用：用于計(jì)算機(jī)的主存，作為程序和數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲(chǔ)技術(shù)：包括SRAM、DRAM、SDRAM等類型，其中DRAM應(yīng)用最廣泛特點(diǎn)：隨機(jī)存取，速度快，易失性組成：由存儲(chǔ)單元、地址譯碼器、讀寫控制電路等組成只讀存儲(chǔ)器（ROM）特點(diǎn)：只能讀取，不能寫入應(yīng)用：存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)的BIOS、引導(dǎo)程序等優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)不易丟失，可靠性高缺點(diǎn)：無法修改，靈活性差高速緩存（Cache）添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題原理：將頻繁訪問的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在高速緩存中，減少對(duì)主存儲(chǔ)器的訪問次數(shù)作用：提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行速度組成：由多個(gè)緩存行組成，每個(gè)緩存行包含多個(gè)緩存塊替換策略：當(dāng)緩存已滿時(shí)，根據(jù)一定的替換策略選擇替換的緩存塊虛擬存儲(chǔ)器虛擬存儲(chǔ)器的概念：將主存和輔存結(jié)合起來，形成一個(gè)容量更大的虛擬存儲(chǔ)器虛擬存儲(chǔ)器的作用：提高主存利用率，擴(kuò)大主存容量，提高系統(tǒng)效率虛擬存儲(chǔ)器的組成：主存、輔存、地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、替換算法虛擬存儲(chǔ)器的分類：頁式虛擬存儲(chǔ)器、段式虛擬存儲(chǔ)器、段頁式虛擬存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器管理技術(shù)PART04地址映射機(jī)制地址映射技術(shù)的作用：提高內(nèi)存利用率，保護(hù)內(nèi)存安全，提高程序運(yùn)行效率。地址映射過程：根據(jù)虛擬地址查找頁表，獲取物理地址，進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問頁表項(xiàng)：頁表中的每個(gè)元素，包含虛擬地址到物理地址的映射關(guān)系頁表項(xiàng)內(nèi)容：虛擬地址、物理地址、訪問權(quán)限等地址映射：將虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址的過程頁表：用于存儲(chǔ)虛擬地址到物理地址映射關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)存分區(qū)管理目的：提高內(nèi)存利用率，減少碎片優(yōu)點(diǎn)：提高內(nèi)存利用率，減少碎片缺點(diǎn)：可能導(dǎo)致內(nèi)存浪費(fèi)，增加系統(tǒng)開銷技術(shù)：固定分區(qū)、可變分區(qū)、分頁、分段、段頁式內(nèi)存分頁管理概念：將內(nèi)存空間劃分為固定大小的頁，每個(gè)頁可以單獨(dú)進(jìn)行分配和釋放頁置換算法：用于決定哪些頁需要被替換，以提高內(nèi)存利用率頁表：用于記錄每個(gè)頁的物理地址和狀態(tài)，便于快速查找和訪問優(yōu)點(diǎn)：提高了內(nèi)存利用率，減少了碎片，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性內(nèi)存分段管理添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)，支持多道程序設(shè)計(jì)，有利于提高內(nèi)存利用率概念：將內(nèi)存空間劃分為多個(gè)大小相等的段，每個(gè)段可以獨(dú)立分配和釋放缺點(diǎn)：會(huì)產(chǎn)生外部碎片，不利于大內(nèi)存空間的管理應(yīng)用場(chǎng)景：適用于多道程序設(shè)計(jì)，如UNIX、Linux等操作系統(tǒng)存儲(chǔ)器優(yōu)化技術(shù)PART05內(nèi)存壓縮技術(shù)技術(shù)分類：靜態(tài)壓縮、動(dòng)態(tài)壓縮、混合壓縮應(yīng)用場(chǎng)景：操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)等目的：提高內(nèi)存利用率，減少內(nèi)存碎片原理：將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)壓縮，減少占用空間內(nèi)存優(yōu)化算法頁面置換算法：LRU、FIFO、OPT等虛擬內(nèi)存技術(shù)：通過將部分內(nèi)存數(shù)據(jù)交換到硬盤，提高內(nèi)存利用率內(nèi)存壓縮技術(shù)：通過壓縮內(nèi)存數(shù)據(jù)，減少內(nèi)存占用內(nèi)存共享技術(shù)：多個(gè)進(jìn)程共享同一塊內(nèi)存區(qū)域，減少內(nèi)存使用量?jī)?nèi)存優(yōu)化策略內(nèi)存分配：合理分配內(nèi)存，避免浪費(fèi)內(nèi)存緩存：將常用數(shù)據(jù)緩存在內(nèi)存中，提高訪問速度內(nèi)存映射：將文件映射到內(nèi)存，提高訪問速度內(nèi)存回收：及時(shí)回收不再使用的內(nèi)存，提高利用率內(nèi)存共享：多個(gè)進(jìn)程共享同一塊內(nèi)存，提高利用率內(nèi)存壓縮：對(duì)內(nèi)存進(jìn)行壓縮，減少占用空間內(nèi)存優(yōu)化實(shí)踐內(nèi)存分配：合理分配內(nèi)存，避免浪費(fèi)內(nèi)存回收：及時(shí)回收不再使用的內(nèi)存，提高內(nèi)存利用率內(nèi)存壓縮：對(duì)內(nèi)存進(jìn)行壓縮，減少內(nèi)存占用內(nèi)存共享：多個(gè)進(jìn)程共享同一塊內(nèi)存，提高內(nèi)存利用率內(nèi)存映射：將文件映射到內(nèi)存，提高文件訪問速度內(nèi)存緩存：將頻繁訪問的數(shù)據(jù)緩存在內(nèi)存中，提高訪問速度存儲(chǔ)器安全與保護(hù)PART06存儲(chǔ)器訪問權(quán)限控制添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題權(quán)限控制：通過設(shè)置訪問權(quán)限，限制用戶訪問存儲(chǔ)器的權(quán)限訪問權(quán)限：分為讀、寫、執(zhí)行三種權(quán)限權(quán)限設(shè)置：根據(jù)用戶身份和需求，設(shè)置不同的訪問權(quán)限權(quán)限檢查：在訪問存儲(chǔ)器時(shí)，檢查用戶的訪問權(quán)限，確保安全存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)加密技術(shù)加密算法：對(duì)稱加密、非對(duì)稱加密、混合加密等加密工具：BitLocker、TrueCrypt、VeraCrypt等加密策略：數(shù)據(jù)加密、密鑰管理、訪問控制等加密方式：全盤加密、分區(qū)加密、文件加密等存儲(chǔ)器防病毒技術(shù)安全設(shè)置：設(shè)置用戶權(quán)限，限制訪問權(quán)限防病毒軟件：安裝防病毒軟件，定期更新病毒庫防火墻：安裝防火墻，防止惡意軟件入侵備份數(shù)據(jù)：定期備份重要數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)丟失存儲(chǔ)器安全標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范