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。

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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~

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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

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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。