买电脑的时候，谁都想一步到位，内存直接拉到 32G。可两年后再看，照样嫌小。这不是错觉，课件里有句话说得特别直白：程序大小的增长速度，与内存容量的增长速度几乎一样快。
硬件一扩容，软件马上就吃满；用户还是抱怨内存太小、总是不够用。于是，「让内存和外存高效配合」成了操作系统的重要任务之一，这个活儿有个正式名字——存储管理。
一、先认清一条过不去的边界
存储器的分类只有一句话：分内存储器（内存）和外存储器（外存）。
图① 一条过不去的边界
处理器可以直接访问内存，但不能直接访问外存。外存里的东西要进来，必须经过输入输出设备搬运；内存里的东西要留住，必须写回外存。
这也是两者的分工：外存可以持久保存信息，而内存掉电之后就丢了。
有个新物种值得单独说：闪存。它既能被直接访问，又能在掉电后继续保存信息——两头都占。但它的写入速度与处理器不匹配，所以通常还是当外存用，比如固态硬盘。
所以判断一个器件站哪边，看的不是「能不能直访」，而是速度配不配得上处理器。
这条边界有多贵，看两个数字就够：
图② 纳秒与毫秒之间
一次访存是纳秒级，一次调页要经过输入输出，是毫秒级，差了六个数量级。后面所有页面置换算法，争的都是同一件事——别让外存动不动就上场。
二、存储管理管的四件事
图③ 分配、回收、保护、扩充
这四件事，正好对应课本第五章的八条学习目标：内存空间的概念、层次、分配与回收方法；程序装入时的地址转换过程；可变分区分配与内存紧缩；覆盖与交换；以及最后的大头——虚拟页式存储管理，连同虚拟空间、虚拟地址与页表、页表项、TLB、页面置换、缺页异常、颠簸与工作集。
八条目标其实是一条线：
图④ 从概念到虚拟
先认清内存是什么（概念与层次），再看程序怎么进来（装入与地址转换），然后看空间怎么切（可变分区与紧缩）、怎么省（覆盖与交换），最后看怎么把空间造出来（虚拟页式）。
建议学时 12 学时，是全课最厚的一章——不是内容难，是这一章的每个概念都互相咬着。
三、先把术语统一，省得被译名绕晕
同一件事在这门课里有好几个叫法，第一次见容易以为是新东西。课件专门列了一张等价表，四组：
| 地址重定位 | ＝ 地址转换 ＝ 地址翻译 ＝ 地址变换 ＝ 地址映射 |
| 物理页面 | ＝ 页帧 ＝ 页框 ＝ 内存块 |
| 转换检测缓冲区 | ＝ 快表 ＝ 旁路寄存器（英文缩写 TLB） |
| 页内地址 | ＝ 页内偏移 ＝ 页内位移 |
看到不认识的译名，先回这张表对一下，往往只是换了个说法。换个名字不等于换了个概念，这是这一章最省时间的习惯。
下一篇从「内存空间的概念与层次」开始——先说清楚内存里到底长什么样，再谈怎么往里放程序。 | 
发表于 2 小时前
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