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计算机操作系统 第一章操作系统引论第二章作业界面管理第三章文件管理第四章存储管理自测题P93第五章设备管理第六章进程及处理机管理第七章操作系统结构和程序实现 1 存储管理的主要功能是什么 答 功能是 内存区域的分配和管理 设计内存的分配结构和调入策略 保证分配和回收 内存的扩充技术 使用虛存或自动覆盖技朮提供比实际内存更大的空间内存保护技术 除了被允许共享的部分之外 作业之间不能产生干扰和破坏 须对内存中的数据实施保护 即各道作业只在自巳所属区域中运行 不破坏别的作业以及不被破坏 2 解释下列与存储管理有关的名词 1 地址空间与存储空间 地址空间 目标程序所在的空间 即程序员用来访问信息所用的一系列地址单元的集合存储空间 是实际的空间概念 指主存中一系列存储信息的物理单元的集合 逻辑地址与物理地址 在具有地址变换机构的计算机中 允许程序中编排的地址和信息实际存放在内存中的地址有所不同 逻辑地址 是指用户程序经编译后 每个目标模块以0为基地址进行的顺序编址 逻辑地址又称相对地址 物理地址 链接后可执行程序所在的内存的实际地址 是指内存中各物理存储单元的地址从统一的基地址进行的顺序编址 物理地址又称绝对地址 它是数据在内存中的实际存储地址 2 解释下列与存储管理有关的名词 3 虚地址与实地址虚地址 对应为逻辑地址实地址 对应为物理地址 4 地址再定位 即重定位 将逻辑地址转换为物理地址的过程 静态链接 装入内存时重定位 动态链接 程序执行时重定位 2 解释下列与存储管理有关的名词 5 虚拟存储器虚存存储器是一种存储管理技术 用以完成用小的内存实现在大的虚空间中程序的运行工作 它是由操作系统提供的一个假想的特大存储器 但是虚拟存储器的容量并不是无限的 它由计算机的地址结构长度所确定 另外虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内 外存交换时间为代价的 3 什么是请求页式管理 能满足用户的哪些需要 答 请求页式管理是指将内存划分为等长的页面或称物理页 将程序也划分为等长的页 逻辑页 页面和页一般是等长 通过内存按页请求调页 将程序各页装入内存各空闲页面 程序所有页不一定连续存放 且可以不一次全部装入 用户不必考虑内存的分区 移动作业 分区重定位和碎片整理等 大大提高了存取工作效率 更能充分利用内存 使内存具有 无限 的虚存量 4 常用的页面淘汰算法 1 先进先出算法 FIFO FirstInputFirstOutput 又称轮转法 RR 先进入内存的页面先淘汰 优点 实现简单 缺点 常用的也会被淘汰 循环检测法 让循环多的页面留在内存 记录对页面的访问时间间隔 淘汰时间间隔大的页面 优点 适合循环多的大程序 缺点 费时 费空间 4 常用的页面淘汰算法 2 最近最少使用页面先淘汰 LRU LeastRecentlyUsed 淘汰最近一段时间最久没访问的页面 系统开销小 最不经常使用的页面先淘汰 LFU LeastFrequentUsed 淘汰最近一段时间访问次数最少的页面 对每一页设访问计数器 4 常用的页面淘汰算法 3 最近没有使用页面先淘汰 NUR 设访问位 选淘汰访问位为零的页面进行淘汰 最优淘汰算法 OPT 是理想算法 系统预测作业将要访问的页面 淘汰预测不被访问或长时间后才被访问中的页面 随机数淘汰页面算法 无法确定哪些被访问页最可能不使用时 随机淘汰一页 5 什么是虚拟存储管理 其特点是什么 为什么从逻辑上说采用虚拟存储器能扩大内存空间 虚拟存储管理是由操作系统调度 采用内外存的交换技术 特点是 虚存容量不是无限的 极端情况受内存和外存可利用的总容量限制虚存容量还受计算机总线地址结构限制速度和容量的 时空 矛盾 虛存量的 扩大 是以牺牲CPU工作时间以及内外存交換时间为代价的 5 什么是虚拟存储管理 其特点是什么 为什么从逻辑上说采用虚拟存储器能扩大内存空间 各道程序在必需使用时调入内存 不用的调出内存 这样好象内存容量不受限制从逻辑上扩大了内存空间 所以从逻辑上说采用虚拟存储器能扩大内存空间 6 简述内存的覆盖和交换技术 两者有什么区别 交换 swap 由操作系统做 用户不知道 主要在不同作业之间进行按一定的策略采用 强占 和 礼让 的方法 把内存部分内容暂时放到硬盘交换区中 在现代操作系统中仍具有较强的生命力 覆盖 overlay 由用户控制 操作系统提供覆盖机制 需要专业的程序员给出作业各部分之间的覆盖结构 主要在同一个作业内进行 主要在早期的操作系统中采用 7 你认为内存管理和外存管理有哪些异同点 答 相同点 均分别采用了逻辑和物理概念 采用了分区和表的技术 采用了分块管理 并通过将内外存划分大小相同的块 实现了内外存以块进行交换数据 不同的是内存是线型空间 而外存存放不一定是线型的 8 用哪些方式将程序装入内存 它们分别适用于什么场合 将程序装入内存方式 1 分区分配存储调入 适合系统管理员控制 2 请求页式存储调入 适合操作系统控制 3 段式存储调入 适合用户设计 自行划分段的大小 4 段页式存储调入 分段方法管理作业 分页方法管理内存 9 在进行程序链接时 应完成哪些工作 在进行程序链接时 应完成将逻辑地址转换成物理地址的过程 静态链接 在链接装入时一次完成重定位 动态链接 在指令执行中先访问内存后再重定位 10 在动态分区分配方式中 有哪些分配算法 1 首次适应法 将可用分区按起始地址递增排列 每次从低位开始向后找 这样经常利用的是低地址空间 后面经常是较大的空白区 2 循环适应法 记住上次分配地址 每重新分配时 都在当前之后寻找 使用概率相同 3 最佳适应法 按空白区大小 从小到大次序组成空白区可用表或自由链 4 最坏适应法 按空白区大小 从大到小次序组成空白区可用表或自由链 11 为什么要引入动态重定位 如何实现 重定位是指装入程序时或执行时需要改变可执行程序中的地址使之与绝对地址相符合 分装入前静态重定位 执行时程序中包含的是绝对地址 和装入后执行时动态重定位 执行时程序中包含的是相对地址 由此可见采用动态重定位技术 在编制程序时就不需考虑实际的运行地址 适合在不同情况下运行 采用基址寄存器一类硬件的支持实现动态重定位 12 在采用首次适应法回收内存时 可能出现哪几种情况 应如何处理 首次适应法 将可用分区按起始地址递增排列 每次从低位开始向后找 这样经常利用的是低地址空间 后面经常是较大的空白区 这样经常回收利用的是低地址空间 后面经常可能是较大的空白区 为改善以上状况 可采用记住上一次分配区地址 每重新分配一次 都在当前之后寻找 这样使用概率就相同了 13 分页式和分段式内存管理有什么区别 怎样才能实现共享和保护 段式页式由用户设计 有逻辑意义分页用户不可见 由OS划分段面是信息的逻辑单位页面是信息的物理单位便于段的共享和动态链接页一般不能共享段长不等 可动态增长页面大小相同 不能增长段具有二维地址空间 页具有一维地址空间段内连续编址 段间地址往往需要多次缺页中断才能把不一定连续所需信息完整地调入内存管理形式相似 但概念不同 13 分页式和分段式内存管理有什么区别 段式分段由用户设计划分 每段对应一个相应的的程序模块 有完整的逻辑意义 段面是信息的逻辑单位便于段的共享 执行时按需动态链接装入 段长不等 可动态增长 有利于新数据增长 二维地址空间 段名 段中地址 段号 段内单元号管理形式上象页式 但概念不同 页式分页用户看不见 由操作系统为内存管理划分 页面是信息的物理单位页一般不能共享页面大小相同 位置不能动态增长 一维地址空间往往需要多次缺页中断才能把所需信息完整地调入内存 13 怎样才能实现共享和保护 实现页 段 的共享是指某些作业的逻辑页号 段号 对应同一物理页号 内存中该段的起始地址 页 段 的保护往往需要对共享的页面 段 加上某种访问权限的限制 如不能修改等 或设置地址越界检查 对于页内地址 段内地址 大于页长 段长 的存取 产生保护中断