操作系统的一个主要职责就是管理计算机的内存，确保所有正在运行的程序都能够访问所需要的内存。内存管理要解决的主要问题包括内存分配、空间碎片化、内存保护和虚拟内存等。
内存分配： 内存管理的第一步是分配内存。当一个程序被加载到内存中时，操作系统需要为该程序分配一块连续的内存空间。这通常是通过将整个内存空间分为不同大小的分区来实现的，并使用一个内存分配算法来优化分配。其中一个常用的算法是首次适应（First Fit）算法。它从低地址开始遍历内存空间，查找第一个可用的空闲块来分配给程序。
空间碎片化： 因为每个程序需要分配连续的内存空间，可用内存空间可能会因为分别分配给不同程序而变得不连续，这就是空间碎片化。这可能会导致内存利用率降低，因为有时甚至无法分配需要的内存空间。为了尽量避免空间碎片化，操作系统需要使用一些方法来重新组织并释放未使用的内存块。其中一种常用的方法是内存紧缩（Memory Compaction），通过移动已分配内存块来释放未使用内存，从而使内存空间更连续。
内存保护： 内存保护是保护进程访问不属于它们的内存区域的过程。操作系统为每个进程分配一定的内存空间，并确保进程只能在自己的内存空间中访问，而不能读取、修改其它进程的内存。此外，操作系统还提供了许多安全机制来保护内存的完整性和机密性。
虚拟内存： 现代操作系统通常使用虚拟内存技术来管理内存。每个进程都被赋予一个虚拟地址空间，该地址空间可以大于实际可用的物理内存空间。操作系统将虚拟地址映射到物理地址上，这使得操作系统可以更好地控制内存使用的方式。如果操作系统发现物理内存不足，它会使用页面置换算法将一部分虚拟内存中的数据移动到硬盘上的交换文件中，在需要时再重新加载到内存中运行。
总之，内存管理是操作系统的重要功能之一，涉及到内存分配、空间碎片化、内存保护和虚拟内存等多个方面。对于一个高效且稳定的操作系统来说，内存管理是至关重要的。