操作系统内存管理简介

本文概述

• 什么是记忆？
• 需要多重编程

什么是记忆？

可以将计算机内存定义为以二进制格式表示的某些数据的集合。基于各种功能, 存储器可以分为各种类别。我们稍后将详细讨论其中的每一个。

能够暂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。

数据如何存储在计算机系统中？

为了理解内存管理, 我们必须清楚地说明如何在计算机系统中存储数据。

机器仅理解为0或1的二进制语言。计算机首先将每个数据转换为二进制语言, 然后将其存储到内存中。

这意味着, 如果我们将程序行写为intα= 10, 则计算机会将其转换为二进制语言, 然后将其存储到内存块中。

inti = 10的表示如下所示。

10的二进制表示形式是1010。在这里, 我们考虑的是32位系统, 因此int的大小为2个字节, 即16位。 1个存储块存储1位。如果我们使用带符号的整数, 则内存阵列中的最高有效位始终是带符号的位。

带符号的位值0表示正整数, 而1表示负整数。在这里, 可以使用存储阵列存储的值的范围是-32768至+32767。

好吧, 我们可以通过使用unsigned int来扩大此范围。在这种情况下, 现在正存储符号的位也将存储该位值, 因此范围为0至65, 535。

需要多重编程

但是, CPU可以直接访问系统的主存储器, 寄存器和缓存。程序始终在主存储器中执行。主存储器的大小在大多数情况下影响多重编程的程度。如果主存储器的大小大于CPU的容量, 则可以同时在主存储器中加载更多的进程, 因此将增加Multi编程的程度以及CPU利用率。

Let's consider, Process Size = 4 MB
Main memory size = 4 MB 
The process can only reside in the main memory at any time. 
If the time for which the process does IO is P, Then, CPU utilization = (1-P) 
let's say, P = 70% 
CPU utilization = 30 % 
Now, increase the memory size, Let's say it is 8 MB. 
Process Size = 4 MB 
Two processes can reside in the main memory at the same time. 
Let's say the time for which, one process does its IO is P, Then

CPU utilization = (1-P^2) 
let's say P = 70 % 
CPU utilization = (1-0.49) =0.51 = 51 %

因此, 我们可以说, 如果增加内存大小, CPU使用率将增加。