詳解physicalmemory

一、物理內存的概念

物理內存（Physical Memory）也稱實際內存，是指電腦中安裝的內存等物理硬體設備。

物理內存是計算機世界中最有價值的資源之一，可以被操作系統和程序使用，存儲指令、數據等等信息。

對於32位Windows操作系統，物理內存的最大限制是4GB，對於64位系統而言則沒有限制。

二、物理內存的使用

物理內存在計算機中被廣泛應用，可以用於緩存系統和應用程序內的數據。存儲在物理內存中的數據讀取速度非常快，可大幅提高系統性能。

在Windows操作系統中，物理內存可以被操作系統和應用程序使用。操作系統需要使用部分物理內存來存儲內核代碼、驅動程序等信息，同時使用剩餘的物理內存給各個應用程序提供內存資源。

應用程序可以使用大量的物理內存來運行程序並存儲數據。例如，圖片處理程序需要載入大量的圖像數據，這些數據可以存儲在物理內存中，加快圖像處理速度。

三、物理內存的管理

為了更好地管理內存資源，操作系統把物理內存分割成多個大小相等的頁面（Page），每個頁面的大小為4KB。操作系統管理頁面的方式稱為頁面管理（Paging），每個頁面包含一個地址和從該地址開始的4KB位元組。

當應用程序使用內存時，首先向操作系統申請內存空間。操作系統會在物理內存和虛擬內存中查找空閑的頁面，如果有空閑頁面，就把頁面映射到應用程序的虛擬地址空間中。應用程序可以通過虛擬地址訪問物理內存，但在實際中訪問的是其對應的頁表，頁表就是一個存儲頁面映射信息的數據結構。

四、物理內存的代碼示例

#include <iostream>
#include <string>
#include <windows.h>

using namespace std;

int main()
{
    MEMORYSTATUSEX memStat;
    memStat.dwLength = sizeof(MEMORYSTATUSEX);

    GlobalMemoryStatusEx(&memStat);

    cout << "物理內存總量：" << memStat.ullTotalPhys / 1024 / 1024 << " MB" << endl;
    cout << "物理內存可用量：" << memStat.ullAvailPhys / 1024 / 1024 << " MB" << endl;
    cout << "虛擬內存總量：" << memStat.ullTotalVirtual / 1024 / 1024 << " MB" << endl;
    cout << "虛擬內存可用量：" << memStat.ullAvailVirtual / 1024 / 1024 << " MB" << endl;

    return 0;
}

五、小結

物理內存是計算機系統中最核心的資源之一，被廣泛應用於系統緩存和應用程序內存資源。在Windows操作系統中，操作系統和應用程序可以共同使用物理內存資源。在物理內存管理方面，操作系統把物理內存分割成多個大小相等的頁面，並通過頁表機制管理頁面映射。對於編程工程師而言，可以使用系統API獲取物理內存的相關信息，也可以通過操作系統提供的內存管理機制來管理內存資源。