计算机存储管理全面梳理（一）内存管理的基本原理和要求
在看了计算机组成原理中的存储系统一章后，结合操作系统中的内存管理和文件管理，对整个计算机的存储管理有了新的理解，这里就一起杂糅着总结一下。
首先抛出几个我的总体看完以后的新的理解：
- 计算机的存储管理，是分层次的，从高速缓存到内存到外存，速度依次降低，大小逐渐增大，价格逐渐便宜。
- CPU从这三层获取数据的速度逐渐降低，我们存储管理搞了这么多骚操作，其实就是为了省钱的同时，既提高访问速度（局部性原理，层层缓存），又提高可用的地址空间（虚拟内存）
- 无论是哪个层次，所面对的问题都是地址的映射，空间的分配，以及空间不够时的置换替换策略（这三者之间是强相关的，比如分页的分配方式，地址映射就需要用到页表，请求式分页的分配方式，空间的分配和置换也是强相关的）。
- 只有存在空间不够的情况才需要置换策略，比如cache置换，比如请求式的分页的内存。像连续分配或者普通的分页式分配则不需要置换策略，空间不够就不分配，不存在把哪个内存暂时置换出来的问题。
- 各种空间管理方式之间不是独立的，是有内在的递进关系的。以内存分配为例，一开始是连续分配，但是发现连续分配很容易出现碎片化问题，就想到了不连续分配，不连续分配分为分段，分页和段页式，但是注意，到目前为止，只是内存分配的问题，整个程序还是需要一开始就完全加载到内存中。由此我们提出了虚拟内存的概念，为了配合虚拟内存，我们升级分段，分页和段页式为请求式的，页表项或者段表项中会多一些字段用于缺页时外存地址，会多一些字段用于内存置换时的标志。
- 分页/段和虚拟内存是两回事，分页是一种空间分配方式，虚拟内存是是一种逻辑上扩充内存空间的方式，只不过虚拟内存使用请求式的分页或分段而已。
- 连续分配和基本的分页分段只有分配策略，如首次适应算法，临近适应算法等，但是没有特别的置换策略，不存在程序还在运行时的置换，都是一次性全部分配，能分配则运行，运行完一次性全部卸载。而像请求式分页这种它的分配策略还牵扯到置换策略。
- 现代操作系统的内存访问路径大致是这样的：首先程序给出指令或者数据的虚拟内存相对地址，然后通过地址重定位得到虚拟内存的实际地址，然后去查询段表或者页表是否已经加载到了内存中，如果加载到了内存中，且在cache中，则直接从cache返回，如果在内存而不再cache，则从内存中加载并更新cache（可能发生替换），如果不在内存中，则从页表项中找到外存地址，加载到内存中（可能发生替换），再返回给CPU并更新cache。