操作系统的内存管理是个复杂而精细的过程，涉及硬件和软层面的多种策略和技术。为了更有效地利用有限的物理内存并提供给每个运行中的进程一个独立且连续的内存地址空间操作系统采用了虚拟内存的概念。虚拟内存允许进程使用比物理内存地址空间，而具体的物理内存页面则按需加载或置换。
物理内存是计算机的实际RAM，它被操作系统用来存放运行中程序的数据和指令。操作系统必须跟踪哪些物理内存区域已被使用，哪些仍然可用。这通常是通过维护一张内存映射表来实现的，该表记录了所有内存区域的使用情况。
内存分配与回收是操作系统内存管理的另一重要方面。当一个程序启动时，操作系统需要为其分配足够的存空间；当程序终止时，其占用的内存需被回收以便重用。常见的内存分配算法有首次适应、最佳适应和最坏适应等，每种算法产生一个异常，操作系统随后会处理这个异常，通常会终止出错的进程。
现代操作系统中常用的几种内存管理技术包括分页、分段和请求调页系统。分页技术将内存划分为固定大小的帧，而地址空间被划分为同样大小的页。通过页表，页可以映射到任意的物理帧上。分段则是另一种划分内存的方式，它将内存分为不同的段，每段具有特定的用途和大小。请求调页系统是一种允许部分程序装入内存的策略，其余部分放在磁盘上；当需要时再将其调入内存。
总之，操作系统的内存管理是一个多层次、多策略的复合体，它结合硬件支持和软件算法来保证系统的高效性和稳定性。了解这些原理和技术对于任何希望深入理解计算机工作原理的人来说都是至关重要的。通过精心设计的内存管理机制，操作系统能够确保个应用程序都能在其专属的虚拟地址空间内安全、高效地运行，同时最大程度地减少对物理内存的需求和浪费。
