在存储器中,数据和程序是以二进制形式存放的。计算机的程序和程序运行所需要的数据以二进制形式存放在计算机的存储器中。
程序和数据存放在存储器中,即“存储程序”的概念。计算机执行程序时,无需人工干预,能自动、连续地执行程序,并得到预期的结果。
存储器是计算机的记忆装置,它的主要功能是存放程序和数据。程序是计算机 *** 作的依据,数据是计算机 *** 作的对象。
存储容量的大小以字节为单位来度量。经常使用KB(千字节)、MB(兆字节)、GB(千兆字节)和TB来表示。它们之间的关系是:1KB=1024B=210B,1MB=1024KB=220B,1GB=1024MB=230B,1TB=1024G=240B。(1024 = 2^32)
扩展资料
位(bit):是计算机存储数据的最小单位。机器字中一个单独的符号“0”或“1”被称为一个二进制位,它可存放一位二进制数。
字节(Byte,简称B):字节是计算机存储容量的度量单位,也是数据处理的基本单位,8个二进制位构成一个字节。一个字节的存储空间称为一个存储单元。
根据存储器与CPU联系的密切程度可分为内存储器(主存储器)和外存储器(辅助存储器)两大类。
现代计算机系统中广泛应用半导体存储器,从使用功能角度看,半导体存储器可以分成两大类:断电后数据会丢失的易失性(Volatile)存储器和断电后数据不会丢失的非易失性(Non-volatile)存储器。
微型计算机中的RAM属于可随机读写的易失性存储器,而ROM属于非易失性(Non-volatile)存储器。
参考资料:百度百科 - 存储器
存储器是个宝贵但却有限的资源。一流的 *** 作系统,需要能够有效地管理及利用存储器。
内存为程序分配空间有四种分配方式:
1、连续分配方式
2、基本分页存储管理方式
3、基本分段存储管理方式
4、段页式存储管理方式
首先讲连续分配方式。 连续分配方式 出现的时间比较早,曾广泛应用于20世纪60~70年代的OS中,但是它至今仍然在内存管理方式中占有一席之地,原因在于它 实现起来比较方便,所需的硬件支持最少 。连续分配方式又可细分为四种: 单一连续分配、固定分区分配、动态分区分配和动态重定位分区分配 。
其中固定分区的分配方式,因为分区固定,所以缺乏灵活性,即 当程序太小时,会造成内存空间的浪费( 内部碎片 ) ; 程序太大时,一个分区又不足以容纳,致使程序无法运行( 外部碎片 ) 。但尽管如此,当一台计算机去控制多个相同对象的时候,由于这些对象内存大小相同,所以完全可以采用这种内存管理方式,而且是最高效的。这里我们可以看出存储器管理机制的多面性:没有那种存储器管理机制是完全没有用的,在适合的场合下,一种被认为最不合理的分配方案却可能称为最高效的分配方案。 一切都要从实际问题出发,进行设计。
为了解决固定分区分配方式的缺乏灵活性,出现了 动态分配方式 。动态分配方式采用一些 寻表(Eg: 空闲链表 ) 的方式,查找能符合程序需要的空闲内存分区。但代价是增加了系统运行的开销,而且内存空闲表本身是一个文件,必然会占用一部分宝贵的内存资源,而且有些算法还会增加内存碎片。
可重定位分区分配通过对程序实现成定位,从而可以将内存块进行搬移,将小块拼成大块,将小空闲“紧凑”成大空闲,腾出较大的内存以容纳新的程序进程。
连续分配方式 会形成许多“碎片”,虽然可以通过“紧凑”方式将许多碎片拼接成可用的大块空间,但须为之付出很大开销。所以提出了“ 离散分配方式 ”的想法。如果 离散分配的基本单位是页 ,则称为 分页管理方式 ;如果离散分配的基本单位是段,则称为 分段管理方式 。
分页存储管理是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片,称为页面或页,并为各页加以编号,从0开始,如第0页、第1页等。相应地,也把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块,称为(物理)块或页框(frame),也同样为它们加以编号,如0#块、1#块等等。在为进程分配内存时,以块为单位将进程中的若干个页分别装入到多个可以不相邻接的物理块中。由于进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片,称之为“ 页内碎片 ”。
在分页系统中,允许将进程的各个页离散地存储在内存不同的物理块中(所以能实现离散分配方式) ,但系统应能保证进程的正确运行,即能在内存中找到每个页面所对应的物理块。为此,系统又为每个进程建立了一张页面映像表,简称 页表 。在进程地址空间内的所有页,依次在页表中有一页表项,其中记录了相应页在内存中对应的物理块号。在配置了页表后,进程执行时,通过查找该表,即可找到每页在内存中的物理块号。可见, 页表的作用是实现从页号到物理块号的地址映射 。
为了能够将用户地址空间中的 逻辑地址,变换为内存空间中的物理地址 ,在系统中必须设置 地址变换机构 。地址变换任务是借助于页表来完成的。
页表 的功能可由一组专门的寄存器来实现。由于寄存器成本较高,且大多数现代计算机的页表又很大,使页表项总数可达几千甚至几十万个,显然这些页表项不可能都用寄存器来实现,因此,页表大多驻留在内存中。因为一个进程可以通过它的PCB来时时保存自己的状态,等到CPU要处理它的时候才将PCB交给寄存器,所以,系统中虽然可以运行多个进程,但也只需要一个页表寄存器就可以了。
由于 页表是存放在内存中 的,这使得 CPU在每存取一个数据时,都要两次访问内存 。为了提高地址变换速度,在地址变化机构中增设了一个 具有并行查询能力的高速缓冲寄存器 ,又称为“联想寄存器”(Associative Lookaside Buffer)。
在单级页表的基础上,为了适应非常大的逻辑空间,出现了两级和多级页表,但是,他们的原理和单级页表是一样的,只不过为了适应地址变换层次的增加,需要在地址变换机构中增设外层的页表寄存器。
分段存储管理方式 的目的,主要是为了满足用户(程序员)在编程和使用上多方面的要求,其中有些要求是其他几种存储管理方式所难以满足的。因此,这种存储管理方式已成为当今所有存储管理方式的基础。
分段管理方式和分页管理方式在实现思路上是很相似的,只不过他们的基本单位不同。分段有 段表 ,也有 地址变换机构 ,为了提高检索速度,同样增设 联想寄存器(具有并行查询能力的高速缓冲寄存器) 。所以有些具体细节在这个不再赘述。
分页和分段的主要区别:
1、两者相似之处:两者 都采用离散分配方式,且都要通过地址映射机构来实现地址变换 。
2、两者的不同之处:
(1)页是信息的 物理单位 ,分页是为实现离散分配方式,以消减内存的外零头,提高内存的利用率。或者说,分页仅仅是由于 系统管理的需要 而不是用户的需要。段则是信息的 逻辑单位 ,它含有一组其意义相对完整的信息。 分段的目的是为了能更好地满足用户的需要 。
(2) 页的大小固定 且由系统决定,而 段的长度却不固定 。
(3)分页的作业地址空间是 一维 的,即单一的线性地址空间;而分段的作业地址空间则是 二维 的。
前面所介绍的分页和分段存储管理方式都各有优缺点。 分页系统能有效地 提高内存利用率 ,而分段系统则能很好地 满足用户需求 。 我们希望能够把两者的优点结合,于是出现了段页式存储管理方式。
段页式系统的基本原理,是分段和分页原理的结合,即 先将用户程序分成若干个段,再把每个段分成若干个页 ,并为每一个段赋予一个段名。在段页式系统中,地址结构由段号、段内页号和页内地址三部分组成。
和前两种存储管理方式相同,段页式存储管理方式同样需要增设联想寄存器。
离散分配方式 基于将一个进程直接分散地分配到许多不相邻的分区中的思想,分为分页式存储管理,分段式存储管理和段页式存储管理. 分页式存储管理旨在提高内存利用率,满足系统管理的需要,分段式存储管理则旨在满足用户(程序员)的需要,在实现共享和保护方面优于分页式存储管理,而段页式存储管理则是将两者结合起来,取长补短,即具有分段系统便于实现,可共享,易于保护,可动态链接等优点,又能像分页系统那样很好的解决外部碎片的问题,以及为各个分段可离散分配内存等问题,显然是一种比较有效的存储管理方式。
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1、静态存储区分配
内存分配在程序编译之前完成,且在程序的整个运行期间都存在,例如全局变量、静态变量等。
2、栈上分配
在函数执行时,函数内的局部变量的存储单元在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动释放。
3、堆上分配
堆分配(又称动态内存分配)。程序在运行时用malloc或者new申请内存,程序员自己用free或者delete释放,动态内存的生存期由我们自己决定。
扩展资料
栈上分配数组
#include<iostream>
usingnamespacestd
voidmain()
{
int**arr=NULL//int型二维数组
introws,columns
cin>>rows//2
cin>>columns//3
//请在此处编写代码,根据rows和columns在栈上分配一个数组arr
...你的代码...
//赋值给数组元素
for(introwIndex=0rowIndex<rowsrowIndex++)
{
for(intcolumnIndex=0columnIndex<columnscolumnIndex++)
{
arr[rowIndex][columnIndex]=columnIndex+(rowIndex+1)*1000+1
}
}
//打印每个数组元素
for(rowIndex=0rowIndex<rowsrowIndex++)
{
for(intcolumnIndex=0columnIndex<columnscolumnIndex++)
{
printf("%d",arr[rowIndex][columnIndex])
}
printf("\n")
}
}
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