計算機操作系統(tǒng)習題參考答案

1、1習題習題5參考答案參考答案Ⅰ問答題問答題1.存儲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空間分配給作業(yè)或進程；用戶不需要時，及時回收，以供其它用戶程序使用。（2）地址轉換（地址重定位）。把作業(yè)地址空間中使用的邏輯地址轉換成內(nèi)存空間中的物理地址。（3）主存空間的共享和保護?？捎玫闹鞔婵臻g可由兩個或多個進程共享。同時要保護系統(tǒng)程序區(qū)不被用戶有意或無意的侵犯，不允許用戶程序讀寫不屬于自己地址空

2、間的數(shù)據(jù)，避免各道程序間相互干擾。特別是當一道程序發(fā)生錯誤時，不至于影響其它程序的運行。（4）主存空間的擴充。使用虛擬存儲或自動覆蓋技術提供比實際內(nèi)存更大的空間。2.指出邏輯地址與物理地址的不同點。答：用戶的源程序一旦編譯之后，每個目標模塊都以0為基地址進行編址，這種地址稱為邏輯地址或相對地址。為了便于CPU訪問，內(nèi)存中的每個物理存儲單元都有一個編號，這個編號稱為內(nèi)存地址，即物理地址（也稱絕對地址）。3.何謂地址轉換（重定位）？有哪些方

3、法可以實現(xiàn)地址轉換？答：當作業(yè)運行時，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換成內(nèi)存空間中的物理地址，這種轉換稱為地址轉換。實現(xiàn)地址轉換的方法有：靜態(tài)地址轉換和動態(tài)地址轉換。4.簡述什么是覆蓋？什么是交換？覆蓋和交換的區(qū)別是什么？答：覆蓋技術主要是指同一主存區(qū)可以被不同的程序段重復使用。交換，就是系統(tǒng)根據(jù)需要把主存中暫時不運行的某個（或某些）作業(yè)部分或全部移到外存，而把外存中的某個（或某些）作業(yè)移到相應的主

4、存區(qū)，并使其投入運行。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“強占”和“禮讓”的方法，把內(nèi)存部分內(nèi)容暫時放到硬盤交換區(qū)中。覆蓋是由用戶控制，操作系統(tǒng)提供覆蓋機制，用戶給出該程序的覆蓋結構。覆蓋機構將整個作業(yè)分為常駐和覆蓋兩部分。子程序不會同時調(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.簡述固定分區(qū)存儲管理和可變分區(qū)存儲管理的區(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，而且當用戶作業(yè)的地址空間小于分區(qū)的存儲空間時，造成存儲空間浪費。（2）可變分區(qū)存儲管理：不是預先將內(nèi)存劃分分區(qū)，而是在作業(yè)裝入內(nèi)存時建立分區(qū)，使分區(qū)的大小正好與作業(yè)要求的存儲空間相等。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。但是隨著對內(nèi)存不斷地分配、釋放，操作會引起存儲碎片的產(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劃分分區(qū)。310.為什么要采用虛擬存儲器管理？其工作原理和理論依據(jù)又是什么？實現(xiàn)虛擬存儲器必須要有哪些硬件軟件設施支撐。答：（1）采用虛擬存儲器是為了解決小主存運行大作業(yè)的問題。（2）根據(jù)局部性原理，一個作業(yè)在運行之前，僅將當前要運行的那部分頁面或段，先裝入內(nèi)存便可啟動運行，其余部分暫時留在磁盤上。程序在運行時如果它所要訪問的頁（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的頁（

7、段）尚未調(diào)入內(nèi)存，此時利用操作系統(tǒng)所提供的請求調(diào)頁（段）功能，將它們調(diào)入內(nèi)存，以使進程能繼續(xù)執(zhí)行下去。當調(diào)入頁（段）時，如果內(nèi)存已滿，無法再裝入新的頁（段），則還須再利用頁（段）的置換功能，將內(nèi)存中暫時不用的頁（段）調(diào)出至磁盤上，騰出足夠的內(nèi)存空間后，再將所要訪問的頁（段）調(diào)入內(nèi)存，使程序繼續(xù)執(zhí)行下去。（3）主要使用請求分頁中斷和請求分段兩種方法實現(xiàn)。硬件：請求分頁（段）的頁（段）表機制；缺頁中斷機構；地址轉換機構等軟件：請求調(diào)頁；頁面

8、置換11.什么是請求頁式管理？試設計和描述一個請求頁式管理時的內(nèi)存頁面分配和回收算法（包括缺頁處理部分)。答：請求分頁存儲管理把作業(yè)分成大小相等的若干頁，稱為虛頁。把主存分成與頁大小相等的若干塊，稱為實塊（物理塊）。對每個作業(yè)限定分給它的主存塊數(shù)。在進程開始運行之前，不是裝入全部作業(yè)，而是先把作業(yè)的部分頁面裝入主存就可以開始運行，作業(yè)的其它部分被放在外存中等待需要時才被調(diào)入內(nèi)存。在請求分頁系統(tǒng)中，當進程需要訪問某條指令或某個數(shù)據(jù)時，硬件

9、地址轉換機構將根據(jù)邏輯地址中的頁號去檢索內(nèi)存中的頁表，并根據(jù)相應頁表項的狀態(tài)位來判斷該頁是否已經(jīng)在內(nèi)存中，若已經(jīng)裝入內(nèi)存，則可從頁表項中得到內(nèi)存塊號，并與頁內(nèi)偏移地址組合成該指令或數(shù)據(jù)的物理地址，同時還需要修改頁表項中的訪問字段，若是寫操作則還需修改頁表中的修改字段；若需要的頁沒有在內(nèi)存，則還需要缺頁中斷機構來產(chǎn)生中斷，轉向缺頁中斷處理程序。12.請求頁式管理中有哪幾種常用的頁面置換算法？試比較它們的優(yōu)缺點。答：（1）最佳置換算法OPT

10、可保證獲得最低的缺頁中斷率，是一種理想化的置換算法，性能最好。它要求操作系統(tǒng)能知道進程“將來”頁面的使用情況，但這是不可能實現(xiàn)的，因為程序的執(zhí)行是不可預測的。（2）先進先出頁面置換算法FIFO總是淘汰最先進入內(nèi)存的頁面，該算法實現(xiàn)簡單，只需把一個進程已調(diào)入內(nèi)存的頁面，按先后次序鏈接成一個隊列，并設置一個指針，稱為替換指針，使它總是指向最老頁面。但該算法與進程實際運行的規(guī)律不相適應，沒有考慮到動態(tài)變化情況，對于某一特定的頁面走向，先進先出

11、算法會出現(xiàn)缺頁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面予以淘汰。LRU算法是一個相當好的頁面置換算法。13.什么是段式管理？它與頁式管理有何區(qū)別？答：段式管理是：（1）在段式存儲管理方式中，作業(yè)的地址空間按照程序的自然邏輯關系分成若干段，每個段定義了一組邏輯信息，各段長度是不等的，每個段都有自己的名字，都是從0開始編址的一段連續(xù)的地址空間。（2）段式系統(tǒng)的邏