第4章存儲(chǔ)管理學(xué)習(xí)重點(diǎn)：（1）存儲(chǔ)管理的任務(wù)和功能。（2）概念：邏輯（相對(duì)）地址、物理（絕對(duì)）地址、重定位、虛擬存儲(chǔ)、分區(qū)分配存儲(chǔ)管理（固定分區(qū)分配、可變式動(dòng)態(tài)分區(qū)分配、可重定位分區(qū)分配、多重分區(qū)分配）。（3）動(dòng)態(tài)分區(qū)分配的分配算法：首次適應(yīng)法、循環(huán)適應(yīng)法、最佳適應(yīng)法和最壞適應(yīng)法。（4）內(nèi)存“擴(kuò)充”技術(shù)：交換與覆蓋；內(nèi)存保護(hù)技術(shù)：存儲(chǔ)保護(hù)鍵和界限寄存器。（5）請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理：實(shí)現(xiàn)原理、頁(yè)表的設(shè)計(jì)、請(qǐng)求淘汰換頁(yè)算法（先進(jìn)先出算法、循環(huán)檢測(cè)法、LRU最近最少使用頁(yè)面先淘汰、LFU最不經(jīng)常使用的頁(yè)面先淘汰、NUR最近沒(méi)有使用頁(yè)面先淘汰、OPT最優(yōu)淘汰算法replacement 和隨機(jī)數(shù)淘汰頁(yè)面算法）；頁(yè)式存儲(chǔ)管理優(yōu)缺點(diǎn)。（6）段式存儲(chǔ)管理特點(diǎn)；段頁(yè)式存儲(chǔ)管理特點(diǎn)。教學(xué)要求：（1）理解內(nèi)存管理的任務(wù)和功能。（2）理解三級(jí)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)：高速緩存、內(nèi)存、外存。（3）掌握分區(qū)存儲(chǔ)器管理方法：內(nèi)存分配、內(nèi)存擴(kuò)充、內(nèi)存保護(hù)。（4）掌握分頁(yè)和分段概念，二者的主要區(qū)別。（5）掌握頁(yè)式存儲(chǔ)管理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)思想，如何實(shí)現(xiàn)從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。（6）掌握解分段存儲(chǔ)管理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)思想。（7）理解頁(yè)面置換的先進(jìn)先出法、循環(huán)檢測(cè)法和最近最少使用置換法（LRU）等。（8）牢固掌握以下概念：邏輯地址、物理地址、可重定位地址、重定位、虛擬存儲(chǔ)器。習(xí)題1、存儲(chǔ)管理的主要功能是什么？答：存儲(chǔ)管理的主要功能是解決多道作業(yè)的主存空間的分配問(wèn)題。主要包括：（1）內(nèi)存區(qū)域的分配和管理：設(shè)計(jì)內(nèi)存的分配結(jié)構(gòu)和調(diào)入策略，保證分配和回收。（2）內(nèi)存的擴(kuò)充技術(shù)：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。（3）內(nèi)存的共享和保護(hù)技術(shù)。除了被允許共享的部分之外，作業(yè)之間不能產(chǎn)生干擾和破壞，須對(duì)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)實(shí)施保護(hù)。2、解釋下列與存儲(chǔ)管理有關(guān)的名詞：（1）地址空間與存儲(chǔ)空間答：目標(biāo)程序所在的空間稱為地址空間，即程序員用來(lái)訪問(wèn)信息所用的一系列地址單元的集合；存儲(chǔ)空間是指主存中一系列存儲(chǔ)信息的物理單元的集合。（2）邏輯地址與物理地址答：在具有地址變換機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)中，允許程序中編排的地址和信息實(shí)際存放在內(nèi)存中的地址有所不同。邏輯地址是指用戶程序經(jīng)編譯后，每個(gè)目標(biāo)模塊以0為基地址進(jìn)行的順序編址。邏輯地址又稱相對(duì)地址。物理地址是指內(nèi)存中各物理存儲(chǔ)單元的地址從統(tǒng)一的基地址進(jìn)行的順序編址。物理地址又稱絕對(duì)地址，它是數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的實(shí)際存儲(chǔ)地址。（3）虛地址與實(shí)地址答：虛地址同邏輯地址，實(shí)地址同物理地址。（4）地址重定位答：重定位是把邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)存的物理地址的過(guò)程。根據(jù)重定位時(shí)機(jī)的不同，又分為靜態(tài)重定位（裝入內(nèi)存時(shí)重定位）和動(dòng)態(tài)重定位（程序執(zhí)行時(shí)重定位）。（5）虛擬存儲(chǔ)器答：虛擬存儲(chǔ)器是一種存儲(chǔ)管理技術(shù)，用以完成用小的內(nèi)存實(shí)現(xiàn)在大的虛空間中程序的運(yùn)行工作。它是由操作系統(tǒng)提供的一個(gè)假想的特大存儲(chǔ)器。但是虛擬存儲(chǔ)器的容量并不是無(wú)限的，它由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度所確定，另外虛存容量的擴(kuò)大是以犧牲CPU工作時(shí)間以及內(nèi)、外存交換時(shí)間為代價(jià)的。3、什么是請(qǐng)求頁(yè)式管理？能滿足用戶哪些需要？答：請(qǐng)求頁(yè)式管理的基本原理是將邏輯地址空間分成大小相同的頁(yè)，將存儲(chǔ)地址空間分塊，頁(yè)和塊的大小相等，通過(guò)頁(yè)表進(jìn)行管理。頁(yè)式系統(tǒng)的邏輯地址分為頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)位移量。頁(yè)表包括頁(yè)號(hào)和塊號(hào)數(shù)據(jù)項(xiàng)，它們一一對(duì)應(yīng)。根據(jù)邏輯空間的頁(yè)號(hào)，查找頁(yè)表對(duì)應(yīng)項(xiàng)找到對(duì)應(yīng)的塊號(hào)，塊號(hào)乘以塊長(zhǎng)，加上位移量就形成存儲(chǔ)空間的物理地址。每個(gè)作業(yè)的邏輯地址空間是連續(xù)的，重定位到內(nèi)存空間后就不一定連續(xù)了。此外，頁(yè)表中還包括特征位（指示該頁(yè)面是否在內(nèi)存中）、外存地址、修改位（該頁(yè)的內(nèi)容在內(nèi)存中是否修改過(guò)）等。頁(yè)式存儲(chǔ)管理在動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換過(guò)程中需要確定某一頁(yè)是否已經(jīng)調(diào)入主存。若調(diào)入主存，則可直接將虛地址轉(zhuǎn)換為實(shí)地址，如果該頁(yè)未調(diào)入主存，則產(chǎn)生缺頁(yè)中斷，以裝入所需的頁(yè)。頁(yè)式存儲(chǔ)管理將不常用的頁(yè)面調(diào)出內(nèi)存，使內(nèi)存的利用率高；虛擬的容量大，用戶不必?fù)?dān)心內(nèi)存不夠；不要求作業(yè)連續(xù)存放，有效地解決了“碎片”問(wèn)題。4、簡(jiǎn)述什么是內(nèi)存的覆蓋和交換技術(shù)？?jī)烧哂惺裁磪^(qū)別？答：在多道系統(tǒng)中，對(duì)換是指系統(tǒng)把內(nèi)存中暫時(shí)不能運(yùn)行的某部分作業(yè)寫入外存交換區(qū)，騰出空間，把外存交換區(qū)中具備運(yùn)行條件的指定作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。對(duì)換是以時(shí)間來(lái)?yè)Q取空間，減少對(duì)換的信息量和時(shí)間是設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的問(wèn)題。由于CPU在某一時(shí)刻只能執(zhí)行一條指令，所以一個(gè)作業(yè)不需要一開始就全裝入內(nèi)存，于是將作業(yè)的常駐部分裝入內(nèi)存，而讓那些不會(huì)同時(shí)執(zhí)行的部分共享同一塊內(nèi)存區(qū)，后調(diào)入共享區(qū)的內(nèi)容覆蓋前面調(diào)入的內(nèi)容，這就是內(nèi)存的覆蓋技術(shù)。兩者的區(qū)別主要有：交換技術(shù)由操作系統(tǒng)自動(dòng)完成，不需要用戶參與，而覆蓋技術(shù)需要專業(yè)的程序員給出作業(yè)各部分之間的覆蓋結(jié)構(gòu)，并清楚系統(tǒng)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；交換技術(shù)主要在不同作業(yè)之間進(jìn)行，而覆蓋技術(shù)主要在同一個(gè)作業(yè)內(nèi)進(jìn)行；另外覆蓋技術(shù)主要在早期的操作系統(tǒng)中采用，而交換技術(shù)在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中仍具有較強(qiáng)的生命力。5、分頁(yè)式和分段式內(nèi)存管理有什么區(qū)別？怎樣才能實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)？答：段式與頁(yè)式存儲(chǔ)管理的比較如下表所示。段式頁(yè)式分段由用戶設(shè)計(jì)劃分，每段對(duì)應(yīng)一個(gè)相應(yīng)的的程序模塊，有完整的邏輯意義。分頁(yè)用戶看不見(jiàn)，由操作系統(tǒng)為內(nèi)存管理劃分。段面是信息的邏輯單位頁(yè)面是信息的物理單位便于段的共享，執(zhí)行時(shí)按需動(dòng)態(tài)鏈接裝入。頁(yè)一般不能共享段長(zhǎng)不等，可動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，有利于新數(shù)據(jù)增長(zhǎng)。頁(yè)面大小相同，位置不能動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。二維地址空間：段名、段中地址；段號(hào)、段內(nèi)單元號(hào)一維地址空間管理形式上象頁(yè)式，但概念不同往往需要多次缺頁(yè)中斷才能把所需信息完整地調(diào)入內(nèi)存實(shí)現(xiàn)頁(yè)（段）的共享是指某些作業(yè)的邏輯頁(yè)號(hào)（段號(hào)）對(duì)應(yīng)同一物理頁(yè)號(hào)（內(nèi)存中該段的起始地址）。頁(yè)（段）的保護(hù)往往需要對(duì)共享的頁(yè)面（段）加上某種訪問(wèn)權(quán)限的限制，如不能修改等；或設(shè)置地址越界檢查，對(duì)于頁(yè)內(nèi)地址（段內(nèi)地址）大于頁(yè)長(zhǎng)（段長(zhǎng)）的存取，產(chǎn)生保護(hù)中斷。2、常用的內(nèi)存管理方法有分區(qū)管理，頁(yè)式管理，段式管理，段頁(yè)式管理。3、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配時(shí)，要靠硬件地址變換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)重定位。4、在存儲(chǔ)管理中常用虛擬存儲(chǔ)器方式來(lái)擺脫主存容量的限制。5、在頁(yè)式管理中，頁(yè)式虛地址與內(nèi)存物理地址的映射是由頁(yè)表和硬件地址變換機(jī)構(gòu)完成的。6、在請(qǐng)求頁(yè)式管理中，當(dāng)硬件變換機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)所需的頁(yè)不在內(nèi)存時(shí)，產(chǎn)生缺頁(yè)中斷信號(hào)，中斷處理程序作相應(yīng)的處理。7、置換算法是在內(nèi)存中沒(méi)有空閑頁(yè)面時(shí)被調(diào)用的，它的目的是選出一個(gè)被淘汰的頁(yè)面。如果內(nèi)存中有足夠的空閑頁(yè)面存放所調(diào)入的頁(yè)，則不必使用置換算法。8、在頁(yè)式管理中，頁(yè)表的作用是實(shí)現(xiàn)從頁(yè)號(hào)到物理塊號(hào)的地址映射，存儲(chǔ)頁(yè)表的作用是記錄內(nèi)存頁(yè)面的分配情況。9、段式管理中，以段為單位分配內(nèi)存，每段分配一個(gè)連續(xù)的內(nèi)存區(qū)。由于各段長(zhǎng)度不等，所以這些存儲(chǔ)區(qū)的大小不一，而且同一進(jìn)程的各段之間不要求連續(xù)。10、在段頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，面向用戶的地址空間是段式劃分，面向物理實(shí)現(xiàn)的地址空間是頁(yè)式劃分。11、文件的存儲(chǔ)器是分成大小相等的物理塊，并以它為單位交換信息。12、存儲(chǔ)管理的目的是（）。A.方便用戶B.提高內(nèi)存利用率C.方便用戶和提高內(nèi)存利用率D.增加內(nèi)存實(shí)際容量13、存儲(chǔ)分配解決多道作業(yè)地址空間的劃分問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配，需采用地址重定位，即把1變成2，靜態(tài)重定位由3實(shí)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)重定位由4實(shí)現(xiàn)。供選擇的答案：1、2：A頁(yè)面地址B段地址C邏輯地址D物理地址E外存地址F設(shè)備地址3、4：A硬件地址變換機(jī)構(gòu)B執(zhí)行程序C匯編程序D連接裝入程序E調(diào)試程序F編譯程序G解釋程序（說(shuō)明：匯編程序、解釋程序、編譯程序的作用是將源程序變?yōu)闄C(jī)器語(yǔ)言指令；調(diào)試程序是進(jìn)行程序調(diào)試的一種工具。執(zhí)行程序是可被計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行的機(jī)器代碼程序。）14、在請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，若所需頁(yè)面不在內(nèi)存中，則會(huì)引起（ ）。A.輸入輸出中斷B.時(shí)鐘中斷C.越界中斷D.缺頁(yè)中斷15、若處理器有32位地址，則它的虛擬地址空間為（）字節(jié)。A.2GB B.4GBC.100KB D.640KB16、虛擬存儲(chǔ)技術(shù)是（）。A.補(bǔ)充內(nèi)存物理空間的技術(shù)B.補(bǔ)充相對(duì)地址空間的技術(shù)C.擴(kuò)充外存空間的技術(shù)D.擴(kuò)充輸入輸出緩沖區(qū)的技術(shù)17、虛擬內(nèi)存的容量只受（）的限制。A.物理內(nèi)存的大小B.磁盤空間的大小C.數(shù)據(jù)存放的實(shí)際地址D.計(jì)算機(jī)地址位數(shù)18、（）是指將作業(yè)不需要或暫時(shí)不需要的部分移到外存，讓出內(nèi)存空間以調(diào)入其他所需數(shù)據(jù)。A.覆蓋技術(shù)B.交換技術(shù)C.虛擬技術(shù)D.物理擴(kuò)充19、外存（如磁盤）上存放的程序和數(shù)據(jù)（ ）。A可由CPU直接訪問(wèn)B必須在CPU訪問(wèn)之前移入內(nèi)存C是必須由文件系統(tǒng)管理的D必須由進(jìn)程調(diào)度程序管理20、分區(qū)管理要求對(duì)每一個(gè)作業(yè)都分配（ ）的內(nèi)存單元。A.地址連續(xù)B.若干地址不連續(xù)C.若干連續(xù)的幀 D.若干不連續(xù)的幀21、段頁(yè)式存儲(chǔ)管理汲取了頁(yè)式管理和段式管理的長(zhǎng)處，其實(shí)現(xiàn)原理結(jié)合了頁(yè)式和段式管理的基本思想，即（ ）。A、用分段方法來(lái)分配和管理物理存儲(chǔ)空間，用分頁(yè)方法來(lái)管理用戶地址空間。B、用分段方法來(lái)分配和管理用戶地址空間，用分頁(yè)方法來(lái)管理物理存儲(chǔ)空間。C、用分段方法來(lái)分配和管理主存空間，用分頁(yè)方法來(lái)管理輔存空間。D、用分段方法來(lái)分配和管理輔存空間，用分頁(yè)方法來(lái)管理主存空間。22、（ ）存儲(chǔ)管理支持多道程序設(shè)計(jì)，算法簡(jiǎn)單，但存儲(chǔ)碎片多。A.段式 B.頁(yè)式C.固定分區(qū)D.段頁(yè)式23、（ ）存儲(chǔ)管理方式提供一維地址結(jié)構(gòu)。A.固定分區(qū) B.分段C.分頁(yè)D.分段和段頁(yè)式24、分段管理提供（ ）維的地址結(jié)構(gòu)。A.1 B.2C.3 D.425、（ ）實(shí)現(xiàn)了段式、頁(yè)式兩種存儲(chǔ)方式的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。A.請(qǐng)求分頁(yè)管理 B.可變式分區(qū)管理C.段式管理 D.段頁(yè)式管理26、從下列有關(guān)存儲(chǔ)管理的敘述中，選出四條正確敘述。A、在頁(yè)式存儲(chǔ)管理方案中，為了提高內(nèi)存的利用效率，允許同時(shí)使用不同大小的頁(yè)面；B、在虛擬存儲(chǔ)方式下，程序員編制程序時(shí)不必考慮主存的容量，但系統(tǒng)的吞吐量在很大程度上依賴于主存儲(chǔ)器的容量；C、固定分區(qū)式管理是針對(duì)單道系統(tǒng)的內(nèi)存管理方案；D、可重定位分區(qū)管理可以對(duì)作業(yè)分配不連續(xù)的內(nèi)存單元；E、利用交換技術(shù)擴(kuò)充內(nèi)存時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問(wèn)題是：如何減少信息交換量、降低交換所用的時(shí)間；F、在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，不允許用戶干預(yù)內(nèi)存的分配；G、采用動(dòng)態(tài)重定位技術(shù)的系統(tǒng)，目標(biāo)程序可以不經(jīng)任何改動(dòng)，而裝入物理內(nèi)存；H、頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，一個(gè)作業(yè)可以占用不連續(xù)的內(nèi)存空間，而段式存儲(chǔ)管理，一個(gè)作業(yè)則是占用連續(xù)的內(nèi)存空間。27、以下存儲(chǔ)管理技術(shù)中，支持虛擬存儲(chǔ)器的技術(shù)是（ ）。A動(dòng)態(tài)分區(qū)法 B可重定位分區(qū)法 C請(qǐng)求分頁(yè)技術(shù)D對(duì)換技術(shù)28、在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，LRU算法是指（ ）。A、最早進(jìn)入內(nèi)存的頁(yè)先淘汰B、近期最長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)沒(méi)被訪問(wèn)的頁(yè)先淘汰（最近最少訪問(wèn)）C、近期被訪問(wèn)次數(shù)最少的頁(yè)先淘汰F D、以后再也不用的也先淘汰29、請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理中，若把頁(yè)面尺寸增加一倍，在程序順序執(zhí)行時(shí)，則一般缺頁(yè)中斷次數(shù)會(huì)（ ）。A增加 B減少C不變 D可能增加也可能減少30、碎片是指（ ）。A、存儲(chǔ)分配完后所剩的空閑區(qū)B、沒(méi)有被使用的存儲(chǔ)區(qū)C、不能被使用的存儲(chǔ)區(qū)D、未被使用，而又暫時(shí)不能使用的存儲(chǔ)區(qū)31、碎片現(xiàn)象的存在使得（ ）。A.內(nèi)存空間利用率降低B. 內(nèi)存空間利用率提高C.內(nèi)存空間利用率得以改善 D. 內(nèi)存空間利用率不影響32、當(dāng)內(nèi)存碎片容量大于某一作業(yè)所申請(qǐng)的內(nèi)存容量時(shí)，（ ）。A、可以為這一作業(yè)分配內(nèi)存B、不可以為這一作業(yè)分配內(nèi)存C、拼接后，可以為這一作業(yè)分配內(nèi)存D、一定能夠?yàn)檫@一作業(yè)分配內(nèi)存33、下列（ ）存儲(chǔ)管理方式能使存儲(chǔ)碎片盡可能少，而且使內(nèi)存利用率較高。A.固定分區(qū) B.可變分區(qū)C.分頁(yè)管理 D.段頁(yè)式管理34、1、某虛擬存儲(chǔ)器的用戶編程空間共32個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)為1KB，內(nèi)存為16KB。假定某時(shí)刻一用戶頁(yè)表中已調(diào)入內(nèi)存的頁(yè)面的頁(yè)號(hào)和物理塊號(hào)的對(duì)照表如下：頁(yè)號(hào)物理塊號(hào)152103447則邏輯地址0A5C（H）所對(duì)應(yīng)的物理地址是什么？答：邏輯地址0A5C（H）所對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制表示形式是：0000 1010 0101 1100，由于1K=210，下劃線部分前的編碼為000010，表示該邏輯地址對(duì)應(yīng)的頁(yè)號(hào)為3。查頁(yè)表，得到物理塊號(hào)是4（十進(jìn)制），即物理塊地址為：0001 0010 0000 0000，拼接塊內(nèi)地址0000 0000 0101 1100，得0001 0010 0101 1100，即125C（H）。35、某段表內(nèi)容如下：段號(hào)段首地址段長(zhǎng)度0120K40K1760K30K2480K20K3370K20K一邏輯地址為（2，154）的實(shí)際物理地址為多少？答：邏輯地址（2，154）表示段號(hào)為2，即段首地址為480K，154為單元號(hào)，則實(shí)際物理地址為480K+154。36、考慮下述頁(yè)面走向：1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量分別為3時(shí)，試問(wèn)FIFO、LRU、OPT這三種置換算法的缺頁(yè)次數(shù)各是多少？答：所有內(nèi)存塊最初都是空的，所以第一次用到的頁(yè)面都產(chǎn)生一次缺頁(yè)。當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量為3時(shí)：FIFO1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6 1114446663332226 2221 11222777111 33355511166633發(fā)生缺頁(yè)中斷的次數(shù)為16。在FIFO算法中，先進(jìn)入內(nèi)存的頁(yè)面被先換出。當(dāng)頁(yè)6要調(diào)入時(shí)，內(nèi)存的狀態(tài)為4、1、5，考查頁(yè)6之前調(diào)入的頁(yè)面，分別為5、1、2、4，可見(jiàn)4為最先進(jìn)入內(nèi)存的，本次應(yīng)換出，然后把頁(yè)6調(diào)入內(nèi)存。LRU1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，611144 5551177222 2222266633333333 11122226616發(fā)生缺頁(yè)中斷的次數(shù)為15。在LRU算法中，最近最少使用的頁(yè)面被先換出。當(dāng)頁(yè)6要調(diào)入時(shí)，內(nèi)存的狀態(tài)為5、2、1，考查頁(yè)6之前調(diào)入的頁(yè)面，分別為5、1、2，可見(jiàn)2為最近一段時(shí)間內(nèi)使用最少的，本次應(yīng)換出，然后把頁(yè)6調(diào)入內(nèi)存。OPT1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6111111333362222227222 345666611發(fā)生缺頁(yè)中斷的次數(shù)為11。在OPT算法中，在最遠(yuǎn)的將來(lái)才被訪問(wèn)的頁(yè)面被先換出。當(dāng)頁(yè)6要調(diào)入時(shí)，內(nèi)存的狀態(tài)為1、2、5，考查頁(yè)6后面要調(diào)入的頁(yè)面，分別為2、1、2、，可見(jiàn)5為最近一段時(shí)間內(nèi)使用最少的，本次應(yīng)換出，然后把頁(yè)6調(diào)入內(nèi)存。為什么要引入緩沖技術(shù)？設(shè)置緩沖區(qū)的原則是什么？答：引入緩沖技術(shù)的主要目的是：（1）解決信息的到達(dá)率和離去率不一致的矛盾；（2）換存起中轉(zhuǎn)站的作用；（3）使得一次輸入的信息能多次使用。設(shè)備緩沖區(qū)的原則是：如果數(shù)據(jù)到達(dá)率與離去率相差很大，則可采用單緩沖方式；如果信息的輸入和輸出率相同（或相差不大）時(shí)，則可用雙緩沖區(qū)；對(duì)于陣發(fā)性的輸入、輸出，可以設(shè)立多個(gè)緩沖區(qū)。第5章輸入輸出設(shè)備第6章管理學(xué)習(xí)重點(diǎn)：（1）設(shè)備管理的任務(wù)和功能。（2）設(shè)備分類和使用特點(diǎn)：按輸入輸出傳送方式分為字符型設(shè)備和塊設(shè)備；按資源特點(diǎn)分為獨(dú)享設(shè)備、共享設(shè)備和虛擬設(shè)備；按設(shè)備硬件物理特性分為順序存取設(shè)備、直接存取設(shè)備；按設(shè)備使用分為物理設(shè)備、邏輯設(shè)備和偽設(shè)備。（3）設(shè)備I/O方式：詢問(wèn)、中斷和通道技術(shù)。（4）設(shè)備分配技術(shù)和管理：設(shè)備分配算法按先來(lái)先服務(wù)和優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。（5）緩沖技術(shù)：?jiǎn)尉彌_、雙緩沖、多緩沖和緩沖池等。（6）虛擬設(shè)備的技術(shù)（SPOOLing技術(shù)）：共享打印機(jī)實(shí)例。（7）設(shè)備處理程序的功能。（8）設(shè)備處理程序特點(diǎn)和編制內(nèi)容（設(shè)備標(biāo)題、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和局部過(guò)程、策略過(guò)程、中斷過(guò)程、命令處理子程序）。教學(xué)要求：（1）理解設(shè)備管理的任務(wù)和功能。（2）熟練掌握設(shè)備分類及其特點(diǎn)，設(shè)備的I/O方式。（3）了解外部設(shè)備的安裝。（4）掌握輸入輸出設(shè)備的分類設(shè)計(jì)方法。（5）理解使用緩沖技術(shù)的目的和緩沖區(qū)的設(shè)置方式。（6）了解SPOOLing系統(tǒng)的功能和實(shí)現(xiàn)思想。（7）了解輸入輸出設(shè)備處理程序的編程要點(diǎn)。（8）了解I/O控制過(guò)程。習(xí)題1、從資源分配的角度看，可以把設(shè)備分為獨(dú)占設(shè)備和共享設(shè)備。打印機(jī)屬于獨(dú)占設(shè)備，而磁盤屬于共享設(shè)備。2、虛擬設(shè)備是通過(guò)SPOOLing技術(shù)把獨(dú)占設(shè)備變成能為若干用戶共享的設(shè)備。3、通道是一個(gè)獨(dú)立于CPU的專管輸入輸出的處理機(jī)，它控制外設(shè)或外存與內(nèi)存之間的信息交換。4、緩沖區(qū)的設(shè)置可分為單緩沖，雙緩沖，多緩沖和緩沖池。5、在UNIX系統(tǒng)中，鍵盤、終端、打印機(jī)等以字符為單位組織和處理信息的設(shè)備稱為字符設(shè)備；而磁盤、磁帶等以塊為單位組織和處理信息的設(shè)備稱為塊設(shè)備。6、在多道程序環(huán)境中，用戶程序的相對(duì)地址與裝入內(nèi)存后的實(shí)際物理地址不同，把相對(duì)地址轉(zhuǎn)換為物理地址，這是操作系統(tǒng)的地址重地位功能。7、用戶編寫的程序與實(shí)際使用的物理設(shè)備無(wú)關(guān)，而由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)地址的重定位，我們稱之為設(shè)備無(wú)關(guān)性（設(shè)備獨(dú)立性）。8、在設(shè)備管理中，為了克服獨(dú)占設(shè)備速度較慢、降低設(shè)備資源利用率的缺點(diǎn)，引入了虛擬分配技術(shù)，即用共享設(shè)備模擬獨(dú)占設(shè)備。9、CPU輸出數(shù)據(jù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于打印機(jī)的打印速度，為了解決這一矛盾，可采用（）。A.并行技術(shù)B.通道技術(shù)C.緩沖技術(shù)D.虛存技術(shù)10、設(shè)備管理的目的是為了合理地利用外部設(shè)備和1，設(shè)備按照信息的傳遞特性可分為2和3。設(shè)備管理的主要程序之一是設(shè)備分配程序，當(dāng)進(jìn)程請(qǐng)求在內(nèi)存和外設(shè)之間傳送信息時(shí)，設(shè)備分配程序分配設(shè)備的過(guò)程通常是4。供選擇的答案：1： A、提高CPU利用率 B、提供接口 C、方便用戶 D、實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備2： A、塊設(shè)備B、存儲(chǔ)設(shè)備 C、獨(dú)立設(shè)備 D、虛擬設(shè)備3： A、共享設(shè)備 B、輸入輸出設(shè)備 C、系統(tǒng)設(shè)備 D、字符設(shè)備4： A、先分配設(shè)備，再分配控制器，最后分配通道B、先分配控制器，再分配設(shè)備，最后分配通道C、先分配通道，再分配設(shè)備，最后分配控制器D、先分配通道，再分配控制器，最后分配設(shè)備11、通道是一種（）。A.I/O端口 B.數(shù)據(jù)通道C.I/O專用處理機(jī)D.軟件工具12、操作系統(tǒng)中采用緩沖技術(shù)的目的是為了增強(qiáng)系統(tǒng)（）的能力。A.串行操作 B. 控制操作C.重執(zhí)操作 D.并行操作13、操作系統(tǒng)采用緩沖技術(shù)，能夠減少對(duì)CPU的（）次數(shù)，從而提高資源的利用率。A.中斷B. 訪問(wèn) C. 控制 D. 依賴14、緩沖技術(shù)用于（）。A、提高主機(jī)和設(shè)備交換信息的速度B、提供主、輔存接口C、提高設(shè)備利用率D、擴(kuò)充相對(duì)地址空間15、SPOOLing技術(shù)利用于（）。A.外設(shè)概念 B.虛擬設(shè)備概念C.磁帶概念 D.存儲(chǔ)概念16、采用SPOOLing技術(shù)的目的是（）。A.提高獨(dú)占設(shè)備的利用率B.提高主機(jī)效率C.減輕用戶編程負(fù)擔(dān) D.提高程序的運(yùn)行速度17、采用假脫機(jī)技術(shù)的目的是1。假脫機(jī)技術(shù)是將輸入輸出控制工作大部分交由相應(yīng)的通道來(lái)承擔(dān)，利用磁盤作為后援存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)了外設(shè)同時(shí)聯(lián)機(jī)操作，使得2成為3，減少了對(duì)頻繁使用外設(shè)的壓力，但假脫機(jī)技術(shù)一般不適用于4。供選擇的答案：1： A、提高外設(shè)和主機(jī)的利用率 B、提高內(nèi)存和主機(jī)效率 C、減輕用戶編程負(fù)擔(dān) D、提高程序的運(yùn)行速度23：A、塊設(shè)備B、字符設(shè)備 C、獨(dú)占設(shè)備 D、虛擬設(shè)備4： A、分時(shí)系統(tǒng) B、多道批處理系統(tǒng) C、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) D、多處理機(jī)系統(tǒng)18、在操作系統(tǒng)中，用戶在使用I/O設(shè)備時(shí)，通常采用（）。A.物理設(shè)備名B.邏輯設(shè)備名C.虛擬設(shè)備名D.設(shè)備牌號(hào)19、利用虛擬設(shè)備達(dá)到輸入輸出要求的技術(shù)是（）。A利用外存作為緩沖，將作業(yè)與外存交換信息和外存與物理設(shè)備交換信息兩者獨(dú)立起來(lái)，并使它們并行工作的過(guò)程。B把I/O要求交給多個(gè)物理設(shè)備分散完成的過(guò)程C把I/O信息先放在外存，然后由一臺(tái)物理設(shè)備分批完成I/O要求的過(guò)程D把共享設(shè)備K改為某作業(yè)的獨(dú)占設(shè)備，集中完成I/O要求的過(guò)程20、為什么要引入緩沖技術(shù)？設(shè)置緩沖區(qū)的原則是什么？答：引入緩沖技術(shù)的主要目的是：（1）解決信息的到達(dá)率與離去率不一致的矛盾；（2）緩存起中轉(zhuǎn)站的作用；（3）使得一次輸入的信息能多次使用。設(shè)備緩沖區(qū)的原則是：如果數(shù)據(jù)到達(dá)率與離去率相差很大，則可采用單緩沖方式；如果信息的輸入和輸出率相同（或相差不大）時(shí)，則可用雙緩沖區(qū)；對(duì)于陣發(fā)性的輸入、輸出，可以設(shè)立多個(gè)緩沖區(qū)。21、SPOOLing技術(shù)如何使一臺(tái)打印機(jī)虛擬成多臺(tái)打印機(jī)？答：將一臺(tái)獨(dú)享打印機(jī)改造為可供多個(gè)用戶共享的打印機(jī)，是應(yīng)用SPOOLing技術(shù)的典型實(shí)例。具體做法是：系統(tǒng)對(duì)于用戶的打印輸出，但并不真正把打印機(jī)分配給該用戶進(jìn)程，而是先在輸出井中申請(qǐng)一個(gè)空閑盤塊區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中；然后為用戶申請(qǐng)并填寫請(qǐng)求打印表，將該表掛到請(qǐng)求打印隊(duì)列上。若打印機(jī)空閑，輸出程序從請(qǐng)求打印隊(duì)首取表，將要打印的數(shù)據(jù)從輸出井傳送到內(nèi)存緩沖區(qū)，再進(jìn)行打印，直到打印隊(duì)列為空。22、按資源分配管理技術(shù)，輸入輸出設(shè)備類型可分為哪三類？答：按資源分配管理的特點(diǎn)，輸入輸出設(shè)備可分為獨(dú)享設(shè)備、共享設(shè)備和虛擬設(shè)備三類。獨(dú)享設(shè)備：即不能共享的設(shè)備，一段時(shí)間只能由一個(gè)作業(yè)獨(dú)占。如打印機(jī)、讀卡機(jī)、磁帶機(jī)等。所有字符型輸入輸出設(shè)備原則上都應(yīng)是獨(dú)享設(shè)備。共享設(shè)備：可由若干作業(yè)同時(shí)共享的設(shè)備，如磁盤機(jī)等。共享分配技術(shù)保證多個(gè)進(jìn)程可以同時(shí)方便地直接存取一臺(tái)共享設(shè)備。共享提高了設(shè)備的利用率。塊設(shè)備都是共享設(shè)備。虛擬設(shè)備：利用某種技術(shù)把獨(dú)享設(shè)備改造成多臺(tái)同類型獨(dú)享設(shè)備或共享設(shè)備。虛擬分配技術(shù)就是利用獨(dú)享設(shè)備去模擬共