存储管理

内存管理 习题 一.选择题 1、设备分配问题中，算法实现时，同样要考虑安全性问题，防⽌在多个进程进⾏设备请求时，因相互等待对⽅释放所占设备所造成的（D）现象。 A．瓶颈 B．碎⽚ C．系统抖动 D．死锁 2、主存与辅存间频繁的页⾯置换现象被称为（C）。 A．请求调页 B．碎⽚整理 C．系统抖动 D．输⼊输出 3、在可变分区存储管理中，最差适应分配算法要求对空闲区表项按（ C）进⾏排列 A．地址从⼤到⼩ B．地址从⼩到⼤ C．尺⼨从⼤到⼩ D．尺⼨从⼩到⼤ 若为最优适应分配算法则D 最优适应分配算法可把空闲区按长度以递增顺序登记在空闲区表中。分配时顺序查找空闲区表，由于查找时每次总是从分区中的最小的一个区开始，所以，找到的第一个能满足作业要求的分区，一定是所有能满足作业要求的分区中的最小的一个分区。 4、段页式存储管理汲取了页式管理和段式管理的长处，其实现原理结合了页式和段式管理的基本思想，即（ B ）。 A、⽤分段⽅法来分配和管理物理存储空间，⽤分页⽅法来管理⽤户地址空间。 B、⽤分段⽅法来分配和管理⽤户地址空间，⽤分页⽅法来管理物理存储空间。 C、⽤分段⽅法来分配和管理主存空间，⽤分页⽅法来管理辅存空间。 D、⽤分段⽅法来分配和管理辅存空间，⽤分页⽅法来管理主存空间。 段页式存储管理兼有页式管理和段式管理的优点，采用分段方法来分配和管理用户地址空间，用分页方法来管理物理存储空间。

存储管理-段页式管理 为何引出? 段式管理为用户提供一个二维的虚地址空间，反映了程序的逻辑结构，有利于段的动态增长以及共享和内存保护 分页系统有效地克服了碎片，提高了存储器的利用率 两者结合，会结合两者优点的同时，也会代开开销大的问题 基本思想 在段页式存储中，每个分段又被分成若干个固定大小的页。 虚拟地址构成 段页式管理时，虚拟地址由三部分组成：段号s，页号p和页内相对地址d。 地址映射 系统为每个作业或进程建立一张段表，管理内存分配与释放、缺段处理、存储保护和地址变换等。 每个段建立一张页表，把段中的虚页变换成内存中的实际页面。页表中有针对缺页中断处理和页面保护等功能的表项。 段页式管理系统中，对内存中指令或数据进行一次存取，至少需要访问三次以上的内存。 1.第一次是由段表地址寄存器得到段表始址去访问段表，由此取出对应段的页表地址。 2.第二次是访问页表得到要访问的物理地址。 3.第三次访问真正需要访问的物理单元。 提高变换速度-快表 为了提高地址转换速度，设置快速联想寄存器存放当前最常用的段号s、页号p和对应的内存页面与其他控制用栏目。 当要访问内存空间某一单元时，通过段表、页表进行内存地址查找的同时，根据快速联想寄存器查找其段号和页号。 如果要访问的段或页在快速联想寄存器中，则系统不再访问内存中的段表、页表，直接把快速联想寄存器中的值与页内相对地址d拼接起来得到物理地址。

存储管理-段式管理 为什么引入段式存储? 分区式管理和页式管理的进程地址空间结构是线性的，不同作业或进程之间共享公用子程序和数据变得非常困难 页式管理时，一个页面中可能装有两个不同子程序段的指令代码，因此，通过页面共享来达到共享一个逻辑上完整的子程序或数据块是不可能的。 分区管理和页式管理只能采用静态链接，CPU开销和存储空间浪费大 基本思想 程序按内容或过程(函数)关系分成段，每段有自己的名字。一个用户作业或进程所包含的段对应于一个二维线性虚拟空间，也就是一个二维虚拟存储器。 段式管理程序以段为单位分配内存，然后通过地址映射机构把段式虚拟地址转换成实际的内存物理地址。 和页式管理一样，段式管理只允许经常访问的段驻留内存，将来一段时间内不被访问的段放入外存，待需要时自动调入。 地址结构 逻辑地址由段号S与段内偏移量W两部分组成。 段式管理的内存分配与释放 特点: 段式管理以段为单位分配内存，每段分配一个连续的内存区。 由于各段长度不等，所以这些存储区的大小不一。 同一进程包含的各段之间不要求连续。 段式管理的内存分配与释放在作业或进程的执行过程中动态进行。 分配: 1.首先，段式管理程序为一个进入内存准备执行的进程或作业分配部分内存，作为该进程的工作区用于放置即将执行的程序段。 2.随着进程执行，进程根据需要随时申请调入新段和释放在内存中的段。 当进程要求调入某一段时：

存储管理-页式管理 页式管理解决什么问题 分区式管理，存在着严重的碎片问题使得内存的利用率不高 1.固定分区，因为每一个分区只能分配给某一个进程使用，而该进程可能占不满这个分区，就会有 内部碎片 2.动态分区，会产生大量的 外部碎片 ，虽然可以使用紧凑技术，但是这样时间成本过高了 出现这种情况的原因是分区管理必须要求进程占用一块连续的内存区域，如果让一个进程分散的装入到不同的内存分区当中的话，这样就可以充分的利用内存，并且不需要紧凑这种技术了。比如把一个进程离散的拆分放到零散的内存碎片中去，这样就可以更为高效的利用内存。也就是产生了非连续的管理方式。 比如就是把一个进程拆分为若干部分，分别放到不同的分区中，比如一个进程23M，可以拆分为10M，10M，3M放到不同的分区中 如果分区分的更小，23M拆分为11个2M的，和一个1M的，每个分区是2M，那么总共会装满11个分区，剩下一个分区装不满，也仅仅浪费1M的空间，也就是分区越小的话，那么就是内存利用率就会越高。 分区式管理时，进程的大小受分区大小或内存可用空间的限制 分区式管理也不利于程序段和数据的共享 页式管理的改进 页式管理只在内存存放反复执行或即将执行的程序段与数据部分 不经常执行的程序段和数据存放于外存待执行时调入。 页式管理的基本概念 页框(页帧):将内存空间分成一个个大小相等的分区，每个分区就是一个页框。 页框号

存储管理 　早期计算机编程并不需要过多的存储管理 　随着计算机和程序越来越复杂，存储管理成为必要 　 在存储管理中分为连续存储和非连续存储，非连续存储又分为分页存储、分段存储和段页式存储。 　存储管理的目的： 　　确保计算机有足够的内存处理数据 　　确保程序可以从可用内存中获取一部分内存使用 　　确保程序可以归还使用后的内存以供其他程序使用 　内存分配与回收 　　内存分配的过程 　　　单一连续分配： 　　　　把内存分为系统区（被系统所使用）和用户区 　　　　只能在单用户、单进程的操作系统中使用 　　　固定分区分配： 　　　　内存空间被划分为若干固定大小的区域，每个分区只提供给一个程序使用，互不干扰 　　　　支持多道程序的最简单存储分配方式 　　　 动态分区分配（最常用的内存分配方法）： 　　　　根据进程实际需要，动态分配内存空间 　　　　相关 数据结构 （计算机存储、组织数据的方式 ）： 　　　　　（1）动态分区 空闲表 数据结构 　　　　　　　存储使用情况，是否被使用，是否容量足够 　　　　　　　 　　　　　（2）动态分区 空闲链 数据结构 　　　　　　　把所有的空闲节点首尾相连，形成一个双向链表 　　　　　　　可以把连续的空闲区合并为一个节点来减少节点数量 　　　　　　　 　　　 　动态分区相关 分配算法： 　　　　　首次适应算法(FF算法)： 　　　　　

操作系统的演进 　　从无操作系统 --> 批处理系统 --> 分时系统 多道程序设计 　　早期批处理系统只能一次处理一个任务，多道程序设计使得批处理系统可以一次处理多个任务。 　　多道程序在计算机的管理程序之下相互穿插运行。 对多道程序的管理 　　对多道程序的管理是操作系统的重要功能 　　五大功能 　　　　进程管理 　　　　　　进程管理之进程实体 　　　　　　进程管理之五状态模型 　　　　　　进程管理之进程同步 　　　　　　Linux的进程管理 　　　　作业管理 　　　　　　作业管理之进程调度　　 　　　　　　作业管理之死锁 　　　　存储管理 　　　　　　存储管理之内存分配与回收 　　　　　　存储管理之段页式存储管理 　　　　　　存储管理之虚拟内存 　　　　　　Linux的存储管理 　　　　文件管理 　　　　　　操作系统的文件管理 　　　　　　Linux的文件系统 　　　　　　Linux文件的基本操作 　　　　设备管理 　　　　　　操作系统的设备管理 学习环境 　　Vmware WorkStation + Ubuntu 来源： https://www.cnblogs.com/pfcz1/p/11811783.html

第4章习题解析 1.为什么要配置层次式存储器? 答：这是因为： 　　a.设置多个存储器可以使存储器两端的硬件能并行工作。 　　b.采用多级存储系统，特别是Cache技术，这是一种减轻存储器带宽对系统性能影响的最佳结构方案。 　　c.在微处理机内部设置各种缓冲存储器，以减轻对存储器存取的压力。增加CPU中寄存器的数量，也可大大缓解对存储器的压力。 2.可采用哪几种方式将程序装入内存？它们分别适用于何种场合？ 答：将程序装入内存可采用的方式有：绝对装入方式、重定位装入方式、动态运行时装入方式；绝对装入方式适用于单道程序环境中，重定位装入方式和动态运行时装入方式适用于多道程序环境中。 3.何为静态链接？静态链接时需要解决两个什么问题? 答：静态链接是指在程序运行之前，先将各自目标模块及它们所需的库函数，链接成一个完整的装入模块，以后不再拆开的链接方式。 　　将几个目标链接装配成一个装入模块时，需解决以下两个问题： 　　　　将相对地址进行修改。即将除第一个模块外的相对地址修改成装入模块中的相应的相对地址。 　　　　变换外部调用符号。即将每个模块中所用的外部调用符号，都变换为相对地址。 4.何谓装入时动态链接？装入时动态链接方式有何优点？ 答：装入时动态链接是指将用户源程序编译后所得到的一组目标模块，在装入内存时，采用边装入边链接的一种 链接方式，即在装入一个目标模块时

文章开始把我喜欢的这句话送个大家：这个世界上还有什么比自己写的代码运行在十万人的电脑上更酷的事情吗，如果有那就是让这个数字再扩大十倍。 首先要知道，物理地址=块号+页内地址 所以物理地址和逻辑地址后面部分是相同的，即都为页内地址。 下面以一个例子说明如何由逻辑地址求物理地址 首先是分页存储 （1）某虚拟存储器的用户编程空间共64个页面，每页为1KB，内存为16KB。假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物理块号的对照表如下： 由“内存为16KB”，２^４＝１６得知块号占4位。 即则逻辑地址0A5C(H)所对应的物理地址是２6５Ｃ； ( ) (PCB) TBL(Translation look-aside buffer, ) + TBL TBL TBL Hierarchical Paging( ) 分页存储有内部碎片。 接下来是分段存储segmentation 为什么要引入分段存储呢，简单地说分页管理方式是从计算机的角度考虑设计的，以提高内存利用率，提高计算机的性能，且分页通过硬件机制实现，对用户完全透明；而分段管理方式的提出则是考虑了用户和程序员，以满足方便编程，信息保护和共享，动态增长以及动态链接等多方面的要求。 段式管理方式按照用户进程的自然段划分逻辑空间。例如，用户进程由主进程，两个子进程，栈和一段数据段构成，于是便可以把这个用户进程分为五段，每段从0开始编址

大项 1 of 4 - 选择题 0.0/ 34.0 得分 题目 1 of 44 0.0/ 2.0 得分 动态重定位技术依赖于（ ）。 A. 目标程序 B. 重定位装入程序 C. 重定位寄存器 D. 地址机构 答案: C 题目 2 of 44 0.0/ 2.0 得分 在固定分区分配中，每个分区的大小是（ ）。 A. 相同 B. 随作业长度变化 C. 可以不同但根据作业长度固定 D. 可以不同但预先固定 答案: D 题目 3 of 44 0.0/ 2.0 得分 很好地解决了“零头”问题的存储管理方法是（ ）。 A. 段式存储管理 B. 多重分区管理 C. 可变式分区管理 D. 页式存储管理 答案: D 题目 4 of 44 0.0/ 2.0 得分 把作业地址空间中使用的逻辑地址变成内存中物理地址的过程称为（ ）。 A. 物理化 B. 重定位 C. 逻辑化 D. 加载 答案: B 题目 5 of 44 0.0/ 2.0 得分 分页系统中，地址转换工作是由（ ）完成的。 A. 硬件 B. 装入程序 C. 用户程序 D. 地址转换程序 答案: A 题目 6 of 44 0.0/ 2.0 得分 采用段式存储管理的系统中，若地址用24位表示，其中8位表示段号，则允许每段的最大长度是（ ）。 A. 2^16 B. 2^8 C. 2^24 D. 2^32 答案: A 题目 7 of 44 0.0/

一、段式存储管理 1、分段 进程的地址空间 ：按照程序 自身的逻辑 关系 划分为若干个段 ，每个段都有一个段名（在低级语言中，程序员使用段名来编程），每段从0开始编址。 内存分配规则： 以段为单位进行分配， 每个段在内存中占连续空间 ，但 各段之间可以不相邻 。 分段系统的逻辑地址结构由 段号（段名） 和 段内地址（段内偏移量） 所组成。 2、段表 每一个程序设置一个段表，放在内存,属于进程的现场信息 3、地址变换 4、段的保护 越界中断处理 进程在执行过程中，有时需要扩大分段，如数据段。由于要访问的地址超出原有的段长，所以发越界中断。操作系统处理中断时 ，首先判断该段的“扩充位”，如可扩充，则增加段的长度；否则按出错处理 缺段中断处理 检查内存中是否有足够的空闲空间 ①若有，则装入该段，修改有关数据结构，中断返回 ②若没有，检查内存中空闲区的总和是否满足要求，是则应采用紧缩技术，转 ① ；否则，淘汰一（些）段，转① 5、段的动态连接 为何要进行段的动态链接？ 大型程序由若干程序段，若干数据段组成 进程的某些程序段在进程运行期间可能根本不用 互斥执行的程序段没有必要同时驻留内存 有些程序段执行一次后不再用到 静态链接花费时间，浪费空间 在一个程序运行开始时，只将主程序段装配好并调入主存。其它各段的装配是在主程序段运行过程中逐步进行的。每当需要调用一个新段时，再将这个新段装配好