浅谈计算机中的存储模型（一）存储体系

前言：最近研究了下操作系统中存储方面的知识，个人感觉学这部分的知识应该首先在脑海中抽象出存储体系，因为无论磁盘，物理内存还是虚拟内存都是互相有联系的，抽象出模型有助于我们的理解和记忆。接着需要哪部分知识或再次深入哪部分知识，从体系图中找。

建议不要在这块知识

拉长战线

，看了前面忘后面。

熟悉这部分知识后，个人感觉是豁然开朗

计算机存储体系图



这是个人总结出来的，就以它为目录吧。

希望看完的朋友能有自己的存储体系~

简述上图：

从进程开始，我们知道进程运行在内存中，每个进程都有自己独立的内存地址空间，目的是安全和高效利用内存，一个进程的地址空间是抽象出来的，属于虚拟内存，而内存分为虚拟内存和物理内存， 从物理内存分析，物理内存管理分为等长和不等长划分，等长划分一般通过位图来记录结构，不等长划分一般通过空闲区表来记录。而物理内存的要通过算法来进程合理分配回收，其中分配算法有四种，回收算法分为四种情况，而内存分配和回收会引起内存碎片问题，内存碎片问题分为内碎片和外碎片，解决方案有压缩技术 ; 从虚拟内存分析，分为页式/段式/段页式内存管理，中间通过页表/段表/段页表来进行物理到虚拟内存的转换，重点是页式管理，页式管理中重要的概念有页表项，多级页表，倒排页表，MMU，快表TLB和页错误/缺页异常，而虚拟存储技术中核心概念就是将内存中暂时不用的页面（内存块）放入磁盘上，问题是哪些页面（内存块）放到磁盘上呢，于是我们引入页面置换算法，其中OPT为理想置换算法，基本算法有FIFO，FIFO改进后的第二次机会算法和时钟算法，LRU中老化算法和NRU，既然部分页面暂存到磁盘上，那么就要聊聊磁盘，磁盘是硬件，所以要讨论它的结构，和如何存取数据，以及磁盘调度的一些算法，此外，虚拟内存还有重要的两个技术就是内存映射和写时复制。

来看看实际目录

内存

物理内存

物理内存管理结构

位图

空闲区/空闲区链表

内存分配算法

首次适配

下次适配

最佳适配

最差适配

内存回收算法

内存回收的四种情况

内存碎片问题

内碎片

外碎片

紧缩技术

伙伴算法

虚拟内存

页式管理

页表

页表项

单一页表

多级页表

倒排页表

MMU

快表TLB

页错误/缺页异常

页面置换算法

OPT

FIFO

第二次机会

时钟算法

LRU

老化算法

NRU

段式管理

段/页式管理

内存映射和写时复制

磁盘

磁盘结构

磁盘存取

磁盘调度

磁盘缓冲和预读

磁盘调度算法

FCFS

SSTF

SCAN

后面会分为3篇来写，分别是物理内存，虚拟内存，磁盘。

以本篇为体系结构。