第5章存储管理习题答案.doc

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1、第5章存储管理(1)存储管理的任务和功能是什么?解:存储管理的主要任务是:1.支持多道程序的并发执行,使多道程序能共享存储资源,在互不干扰的环境中并发执行。2.方便用户,使用户减少甚至摆脱对存储器的管理,使用户从存储器的分配、保护和共享等繁琐事物中解脱出来。3.提高存储器的利用率和系统吞吐量。4.从逻辑上扩充内存空间,支持大程序能在小的内存空间运行或允许更多的进程并发执行。为了完成上述任务,现代操作系统的存储管理应具有以下功能:1.存储空间的分配和回收。2.地址转换,实现逻辑地址到物理地址的映射。

2、3.主存空间的共享。4.主存空间的保护。5.主存储空间的扩充。6.对换,对换的主要任务是实现在内存和外存之间的全部或部分进程的对换,即将内存中处于阻塞状态的进程调换到外存上,而将外存上处于就绪状态的进程换入内存。对换的目的主要是为了提高内存利用率,提高系统的吞吐量。(2)为什么要配置层次式存储器?解:为了解决CPU和存储器之间速度上的不匹配,在现代计算机系统中,存储系统通常采用层次结构,存储层次可粗略分为三级:最高层为CPU寄存器,中间为主存,最底层是辅存。根据具体功能还可以细分为寄存器、高速缓存

3、、主存储器、磁盘缓存、辅存储设备(固定磁盘、可移动存储介质)5层。一个文件的数据可能出现在存储系统的不同层次中,例如,一个文件数据通常被存储在辅存中(如硬盘),当其需要运行或被访问时,就必须调入主存,也可以暂时存放在主存的磁盘高速缓存中。大容量的辅存常常使用磁盘,磁盘数据经常备份在可移动磁盘或者光盘上,以防止硬盘故障时丢失数据。(3)什么是逻辑地址?什么是物理地址?为什么要进行二者的转换工作?解:逻辑地址是应用程序中使用的访存地址,有时也称为相对地址,由逻辑地址构成的地址空间称为逻辑空间。每个应用

4、程序的逻辑地址空间都是从零号地址码开始的。物理地址是内存储器的实际存储单元地址,有时也称为绝对地址,由物理地址构成的地址空间称为物理空间。物理地址空间也是从零号地址码开始的。在多道程序环境下,程序逻辑地址空间和内存物理地址空间是不一致的。用户程序的逻辑地址可以是一维线性或多维线性,而内存中的每一个存储单元都有相应的内存地址相对应,属于一维线性地址。在将用户程序部分或全部地装入内存空间时,要实现逻辑地址到物理地址的映射。(4)地址重定位,静态地址重定位和动态地址重定位有什么区别?解:地址重定位指从逻

5、辑地址到物理地址的映射过程,也称为地址映射。静态地址重定位是指在用户程序执行之前完成地址映射工作,即把程序的逻辑地址都转换为实际的内存物理地址。静态地址重定位的地址变换只是在装入时一次完成,而在程序运行期间不再变化。动态地址重定位是指在程序执行过程中,CPU在访问内存之前,将要访问的程序或数据地址转换为内存地址。(5)什么是内部碎片和外部碎片?。解:在一个分区内部出现的碎片(即被浪费的空间)称作内部碎片,如固定分区法就会产生内部碎片;在所有分区之外新增的碎片称作外部碎片,如在动态分区法实施过程中出

6、现的越来越多的小空闲块就是外部碎片,由于它们太小,无法装入一个进程,因而被浪费掉。(6)什么是分页和分段存储技术,两者有何区别?解:在分页系统中,系统会把用户程序的地址空间划分成若干个大小相等的区域,每个区域称作一个页面或页。每个页都有一个编号,叫做页号。页号一般从0开始,如0,1,2,…,等。类似地,也把内存空间划分成若干和页大小相同的物理块,这些物理块叫“帧”(frame)或内存块。同样,每个物理块也有一个编号,块号也是从0开始依次顺序排列。系统为进程分配内存时,以块为单位将进程中的若干页分别

7、装入多个可以不相邻接的块中。在分段存储管理方式中,程序按内容或过程(函数)关系划分为若干个段,每个段定义一组逻辑信息,都有自己的名字。一个用户作业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进行内存分配,然后通过地址映射机构把段式虚拟地址转换为实际的内存物理地址。分段和分页有许多相似之处,比如,二者在内存中都采用离散分配方式,而不是整体连续分配方式,而且都要通过地址映射机构来实现地址转换。但二者在概念上却完全不同,具体表现在下述三个方面:1.页是信息的物理

8、单位,而段是信息的逻辑单位。分页是为了实现离散分配,减少内存碎片,提高内存利用率。或者说,分页是由于系统管理的需要,而不是用户的需要。段则是信息的逻辑单位,它含有一组意义相对完整的信息。段的长度不是固定的,取决于用户所编写的程序。分段的目的是为了能更好地满足用户的需要,更方便用户编程,更好地实现信息共享和保护。2.页的大小由系统确定,由系统把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分,整个系统只能有一种大小的页面;而段的长度却不固定,它取决于用户的程序。通常由编译程序在对源码进行编译时,根

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