内存管理

内存管理，是指软件运行时对电脑内存资源的分配和使用的技术。其最主要的目的是如何高效、快速的分配，并且在适当的时候释放和回收内存资源。

一个执行中的程序，譬如网页浏览器在个人电脑或是图灵机（Turing machine）里面，为一个进程将资料转换于真实世界及电脑存储器之间，然后将资料存于电脑存储器内部（在电脑科学，一个程序是一群指令的集合，一个进程是电脑在执行中的程序）。存储器能被实际组织在许多方法里头，例如磁带或是磁碟，或是小数组容量的微晶片。 从1950年代开始，电脑变的更复杂，它被连线于许多种类的存储器。内存管理的任务也变得复杂，甚至必须要在同一台机器上相同的时间执行多个进程。

在存储器内，一个程序（操作系统）在每一个资料区段持续地追踪实体位置，及移动实体上的资料去改善其性能及保证可靠性，对于每个用户层（user-level）的程序，操作系统分配一段虚拟内存空间，当行程起始时，不需要移动资料到实体装置间，资料存于磁碟内的虚拟内存空间，也不需要去配置主存储器空间给该行程，当用户有需要用到时，他们才会很自由地加载到主存储器内。

可以想像一个很大的程序，当他执行时变成行程，而大部分的存储器空间都被存到磁碟内虚拟内存地址，需要用到的部分才被加载到存储器内部提供服务。

主存储器使用

一个程序结构由以下两部分而成:

• “本文区段”，也就是指令存放，提供CPU使用及执行
• “资料区段”，存储程序内部本身设置的资料，例如常量字符串，像是GUI接口内部一些文字消息，或是程式设计时所放入的消息资料，资料可借由程序执行时由输入（input）的方式加入，或者经由程序执行的流程中被移除。

当一个程序执行，操作系统将程序的资料区段及本文区段映射到虚拟内存空间内部，然后在存储器执行程序的指令（见范纽曼架构），无论如何，当程序执行时就必须去存储暂时性的资料，或更重要的，它会调用一些函数（function）或是例程（subroutine），并且存储当前函数的状态，最好的数据结构方法，资料由堆栈（stack）的方式存储，当我们完成这个函数，资料会由堆栈的pop方式取出，堆栈将会在函数的生命周期内动态的成长，操作系统提供区分本文区段及资料区段，而堆栈区段则在一个行程的最顶端，这种方式称为段式结构（segments）或“分段”。

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