内存管理与使用实例

内存管理，是指软件运行时对计算机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。

一个运行中的程序，譬如网页浏览器在个人电脑或是图灵机（Turing machine）里面，为一个进程将数据转换于真实世界及电脑内存之间，然后将数据存于电脑内存内部（在计算机科学，一个程序是一群指令的集合，一个进程是电脑在运行中的程序）。内存能被实际组织在许多方法里头，例如磁带或是磁盘，或是小数组容量的微芯片。 从1950年代开始，计算机变的更复杂，它被连接于许多种类的内存。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运行多个进程。

在内存内，一个程序（操作系统）在每一个数据区块持续地追踪实体位置，及移动实体上的数据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，当进程起始时，不需要移动数据到实体设备间，数据存于磁盘内的虚拟内存空间，也不需要去配置主存空间给该进程，当用户有需要用到时，他们才会很自由地加载到主存内。

可以想像一个很大的程序，当他运行时变成进程，而大部分的内存空间都被存到磁盘内虚拟内存地址，需要用到的部分才被加载到内存内部提供服务。

主存使用

一个程序结构由以下两部分而成:

• “本文区块”，也就是指令存放，提供CPU使用及运行

• “数据区块”，存储程序内部本身设置的数据，例如常数字符串，像是GUI接口内部一些文字消息，或是程序设计时所放入的消息数据，数据可借由程序运行时由输入（input）的方式加入，或者经由程序运行的流程中被移除。

当一个程序运行，操作系统将程序的数据区块及本文区块映射到虚拟内存空间内部，然后在内存运行程序的指令，无论如何，当程序运行时就必须去存储暂时性的数据，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，数据由堆栈（stack）的方式存储，当我们完成这个函数，数据会由堆栈的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块及数据区块，而堆栈区块则在一个进程的最顶端，这种方式称为段式结构（segments）或“分段