計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)習(xí)題參考答案

1、1習(xí)題習(xí)題5參考答案參考答案Ⅰ問(wèn)答題問(wèn)答題1.存儲(chǔ)管理的主要功能是什么？答：（1）主存空間的分配與回收。系統(tǒng)按照一定的算法把某一空閑的存儲(chǔ)空間分配給作業(yè)或進(jìn)程；用戶不需要時(shí)，及時(shí)回收，以供其它用戶程序使用。（2）地址轉(zhuǎn)換（地址重定位）。把作業(yè)地址空間中使用的邏輯地址轉(zhuǎn)換成內(nèi)存空間中的物理地址。（3）主存空間的共享和保護(hù)?？捎玫闹鞔婵臻g可由兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程共享。同時(shí)要保護(hù)系統(tǒng)程序區(qū)不被用戶有意或無(wú)意的侵犯，不允許用戶程序讀寫(xiě)不屬于自己地址空

2、間的數(shù)據(jù)，避免各道程序間相互干擾。特別是當(dāng)一道程序發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，不至于影響其它程序的運(yùn)行。（4）主存空間的擴(kuò)充。使用虛擬存儲(chǔ)或自動(dòng)覆蓋技術(shù)提供比實(shí)際內(nèi)存更大的空間。2.指出邏輯地址與物理地址的不同點(diǎn)。答：用戶的源程序一旦編譯之后，每個(gè)目標(biāo)模塊都以0為基地址進(jìn)行編址，這種地址稱(chēng)為邏輯地址或相對(duì)地址。為了便于CPU訪問(wèn)，內(nèi)存中的每個(gè)物理存儲(chǔ)單元都有一個(gè)編號(hào)，這個(gè)編號(hào)稱(chēng)為內(nèi)存地址，即物理地址（也稱(chēng)絕對(duì)地址）。3.何謂地址轉(zhuǎn)換（重定位）？有哪些方

3、法可以實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換？答：當(dāng)作業(yè)運(yùn)行時(shí)，不能用邏輯地址在內(nèi)存中讀取信息，必須把作業(yè)地址空間中使用的邏輯地址轉(zhuǎn)換成內(nèi)存空間中的物理地址，這種轉(zhuǎn)換稱(chēng)為地址轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換的方法有：靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換和動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換。4.簡(jiǎn)述什么是覆蓋？什么是交換？覆蓋和交換的區(qū)別是什么？答：覆蓋技術(shù)主要是指同一主存區(qū)可以被不同的程序段重復(fù)使用。交換，就是系統(tǒng)根據(jù)需要把主存中暫時(shí)不運(yùn)行的某個(gè)（或某些）作業(yè)部分或全部移到外存，而把外存中的某個(gè)（或某些）作業(yè)移到相應(yīng)的主

4、存區(qū)，并使其投入運(yùn)行。交換是由操作系統(tǒng)完成，用戶并不知道。操作系統(tǒng)按一定的策略采用“強(qiáng)占”和“禮讓”的方法，把內(nèi)存部分內(nèi)容暫時(shí)放到硬盤(pán)交換區(qū)中。覆蓋是由用戶控制，操作系統(tǒng)提供覆蓋機(jī)制，用戶給出該程序的覆蓋結(jié)構(gòu)。覆蓋機(jī)構(gòu)將整個(gè)作業(yè)分為常駐和覆蓋兩部分。子程序不會(huì)同時(shí)調(diào)入內(nèi)存。用戶只要將最大的子程序作為覆蓋區(qū)告訴系統(tǒng)即可。5.簡(jiǎn)述固定分區(qū)存儲(chǔ)管理和可變分區(qū)存儲(chǔ)管理的區(qū)別。固定式分區(qū)中可采用哪幾種辦法使主存空間的利用率得到改善？答：（1）固定

5、分區(qū)存儲(chǔ)管理：分區(qū)大小是事先固定的，因而可容納作業(yè)的大小受到限制，而且當(dāng)用戶作業(yè)的地址空間小于分區(qū)的存儲(chǔ)空間時(shí)，造成存儲(chǔ)空間浪費(fèi)。（2）可變分區(qū)存儲(chǔ)管理：不是預(yù)先將內(nèi)存劃分分區(qū)，而是在作業(yè)裝入內(nèi)存時(shí)建立分區(qū)，使分區(qū)的大小正好與作業(yè)要求的存儲(chǔ)空間相等。這種處理方式使內(nèi)存分配有較大的靈活性，也提高了內(nèi)存利用率。但是隨著對(duì)內(nèi)存不斷地分配、釋放，操作會(huì)引起存儲(chǔ)碎片的產(chǎn)生。固定式分區(qū)中可采用以下辦法使主存空間的利用率得到改善。（1）劃分分區(qū)時(shí)按分

6、區(qū)的大小順序排列。（2）根據(jù)作業(yè)的大小和頻繁程度來(lái)劃分分區(qū)。310.為什么要采用虛擬存儲(chǔ)器管理？其工作原理和理論依據(jù)又是什么？實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器必須要有哪些硬件軟件設(shè)施支撐。答：（1）采用虛擬存儲(chǔ)器是為了解決小主存運(yùn)行大作業(yè)的問(wèn)題。（2）根據(jù)局部性原理，一個(gè)作業(yè)在運(yùn)行之前，僅將當(dāng)前要運(yùn)行的那部分頁(yè)面或段，先裝入內(nèi)存便可啟動(dòng)運(yùn)行，其余部分暫時(shí)留在磁盤(pán)上。程序在運(yùn)行時(shí)如果它所要訪問(wèn)的頁(yè)（段）已調(diào)入內(nèi)存，便可繼續(xù)執(zhí)行下去；但如果程序所要訪問(wèn)的頁(yè)（

7、段）尚未調(diào)入內(nèi)存，此時(shí)利用操作系統(tǒng)所提供的請(qǐng)求調(diào)頁(yè)（段）功能，將它們調(diào)入內(nèi)存，以使進(jìn)程能繼續(xù)執(zhí)行下去。當(dāng)調(diào)入頁(yè)（段）時(shí)，如果內(nèi)存已滿，無(wú)法再裝入新的頁(yè)（段），則還須再利用頁(yè)（段）的置換功能，將內(nèi)存中暫時(shí)不用的頁(yè)（段）調(diào)出至磁盤(pán)上，騰出足夠的內(nèi)存空間后，再將所要訪問(wèn)的頁(yè)（段）調(diào)入內(nèi)存，使程序繼續(xù)執(zhí)行下去。（3）主要使用請(qǐng)求分頁(yè)中斷和請(qǐng)求分段兩種方法實(shí)現(xiàn)。硬件：請(qǐng)求分頁(yè)（段）的頁(yè)（段）表機(jī)制；缺頁(yè)中斷機(jī)構(gòu)；地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)等軟件：請(qǐng)求調(diào)頁(yè)；頁(yè)面

8、置換11.什么是請(qǐng)求頁(yè)式管理？試設(shè)計(jì)和描述一個(gè)請(qǐng)求頁(yè)式管理時(shí)的內(nèi)存頁(yè)面分配和回收算法（包括缺頁(yè)處理部分)。答：請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理把作業(yè)分成大小相等的若干頁(yè)，稱(chēng)為虛頁(yè)。把主存分成與頁(yè)大小相等的若干塊，稱(chēng)為實(shí)塊（物理塊）。對(duì)每個(gè)作業(yè)限定分給它的主存塊數(shù)。在進(jìn)程開(kāi)始運(yùn)行之前，不是裝入全部作業(yè)，而是先把作業(yè)的部分頁(yè)面裝入主存就可以開(kāi)始運(yùn)行，作業(yè)的其它部分被放在外存中等待需要時(shí)才被調(diào)入內(nèi)存。在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，當(dāng)進(jìn)程需要訪問(wèn)某條指令或某個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，硬件

9、地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將根據(jù)邏輯地址中的頁(yè)號(hào)去檢索內(nèi)存中的頁(yè)表，并根據(jù)相應(yīng)頁(yè)表項(xiàng)的狀態(tài)位來(lái)判斷該頁(yè)是否已經(jīng)在內(nèi)存中，若已經(jīng)裝入內(nèi)存，則可從頁(yè)表項(xiàng)中得到內(nèi)存塊號(hào)，并與頁(yè)內(nèi)偏移地址組合成該指令或數(shù)據(jù)的物理地址，同時(shí)還需要修改頁(yè)表項(xiàng)中的訪問(wèn)字段，若是寫(xiě)操作則還需修改頁(yè)表中的修改字段；若需要的頁(yè)沒(méi)有在內(nèi)存，則還需要缺頁(yè)中斷機(jī)構(gòu)來(lái)產(chǎn)生中斷，轉(zhuǎn)向缺頁(yè)中斷處理程序。12.請(qǐng)求頁(yè)式管理中有哪幾種常用的頁(yè)面置換算法？試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。答：（1）最佳置換算法OPT

10、可保證獲得最低的缺頁(yè)中斷率，是一種理想化的置換算法，性能最好。它要求操作系統(tǒng)能知道進(jìn)程“將來(lái)”頁(yè)面的使用情況，但這是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)槌绦虻膱?zhí)行是不可預(yù)測(cè)的。（2）先進(jìn)先出頁(yè)面置換算法FIFO總是淘汰最先進(jìn)入內(nèi)存的頁(yè)面，該算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，只需把一個(gè)進(jìn)程已調(diào)入內(nèi)存的頁(yè)面，按先后次序鏈接成一個(gè)隊(duì)列，并設(shè)置一個(gè)指針，稱(chēng)為替換指針，使它總是指向最老頁(yè)面。但該算法與進(jìn)程實(shí)際運(yùn)行的規(guī)律不相適應(yīng)，沒(méi)有考慮到動(dòng)態(tài)變化情況，對(duì)于某一特定的頁(yè)面走向，先進(jìn)先出

11、算法會(huì)出現(xiàn)缺頁(yè)中斷率隨著被分配的內(nèi)存塊增加反而上升的反?，F(xiàn)象即Belady現(xiàn)象。（3）最近最久未使用置換算法是選擇最近最久未使用的頁(yè)面予以淘汰。LRU算法是一個(gè)相當(dāng)好的頁(yè)面置換算法。13.什么是段式管理？它與頁(yè)式管理有何區(qū)別？答：段式管理是：（1）在段式存儲(chǔ)管理方式中，作業(yè)的地址空間按照程序的自然邏輯關(guān)系分成若干段，每個(gè)段定義了一組邏輯信息，各段長(zhǎng)度是不等的，每個(gè)段都有自己的名字，都是從0開(kāi)始編址的一段連續(xù)的地址空間。（2）段式系統(tǒng)的邏