本章主要探讨计算机操作系统中存储器管理的核心原理和方法。存储器作为计算机系统服务的关键组成部分，其管理效率直接影响系统性能和资源利用率。
一、存储器层次结构
计算机存储系统采用分层结构，包括寄存器、缓存、主存和外存。不同层次在速度、容量和成本上存在差异，操作系统需协同管理以优化整体性能。
二、地址空间与地址绑定
进程在内存中的地址分为逻辑地址和物理地址。地址绑定过程涉及编译时、加载时和运行时三个阶段，现代操作系统普遍采用运行时地址绑定，通过内存管理单元（MMU）实现动态重定位。
三、连续内存分配
- 固定分区：内存被划分为固定大小的分区，简单但易产生内部碎片。
- 动态分区：根据进程需求动态分配内存空间，但可能产生外部碎片，需通过紧凑技术解决。
四、分页管理
将物理内存和逻辑地址空间划分为固定大小的页和页框，通过页表实现地址映射。分页机制有效减少外部碎片，但页表本身占用内存空间，可采用多级页表或倒置页表优化。
五、分段管理
按逻辑单元将进程地址空间划分为多个段，每个段拥有独立的地址空间。分段更符合程序设计逻辑，支持代码共享和保护，但会产生外部碎片。
六、虚拟内存技术
通过请求分页和页面置换算法，实现进程地址空间大于物理内存的虚拟内存系统。常用页面置换算法包括：
- 最优置换（OPT）
- 先进先出（FIFO）
- 最近最少使用（LRU）
- 时钟算法
七、系统服务支持
操作系统通过存储器管理为上层应用提供以下关键服务：
- 内存分配与回收
- 地址转换与保护
- 虚拟内存管理
- 内存共享机制
- 性能监控与优化
存储器管理是操作系统核心功能之一，其设计直接影响系统稳定性、安全性和效率。现代操作系统通常结合分页和分段技术，配合虚拟内存机制，为应用程序提供透明、高效的内存访问服务。
