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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)一、三大操作系統(tǒng)的工作原理和任務(wù)(P7)批處理(單道批處理和多道批處理)、分時(shí)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)是三種基本的操作系統(tǒng)類型。多道批處理:用戶所提交的作業(yè)都先存放在外存并排成一個(gè)隊(duì)列,該隊(duì)列被稱為“后備隊(duì)列”;然后,由作業(yè)調(diào)度程序按一定的算法從后備隊(duì)列中選擇若干個(gè)作業(yè)調(diào)入內(nèi)存,使它們共享CPU和系統(tǒng)中的各種資源。優(yōu)缺點(diǎn):(1)資源利用率高;(2)系統(tǒng)吞吐量大;(3)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長;(4)無交互能力分時(shí):多個(gè)用戶分時(shí)使用主機(jī),每一用戶分得一個(gè)時(shí)間片,用完時(shí)間片后操作系統(tǒng)將處理機(jī)分給另
2、一用戶。使處理機(jī)能夠及時(shí)響應(yīng)用戶請(qǐng)求。實(shí)時(shí):系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該事件的處理,并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地的運(yùn)行。二、操作系統(tǒng)的四個(gè)主要特征:并發(fā)性(兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生)、共享性、虛擬、異步性三、什么是微內(nèi)核?微內(nèi)核的工作原理及工作模式?(27)(1)足夠小的內(nèi)核(2)基于客戶/服務(wù)器模式(3)應(yīng)用機(jī)制與策略分離原理(4)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)優(yōu)點(diǎn):提高可擴(kuò)展性、增強(qiáng)可靠性、可移植性強(qiáng)、提供對(duì)分布式系統(tǒng)支持、融入面向?qū)ο蠹夹g(shù)四、什么是多道程序技術(shù)?(填空)在內(nèi)存中放多道程序,使它們?cè)诠芾沓绦虻目刂葡孪嗷ゴ┎宓剡\(yùn)行。五、操作系統(tǒng)主要功能:處理機(jī)管理功能、存儲(chǔ)
3、器、設(shè)備、文件一、區(qū)別:進(jìn)程和程序、進(jìn)程和線程、用戶級(jí)線程和核心級(jí)線程(估計(jì)考其中一個(gè))1、進(jìn)程和程序(1)進(jìn)程由程序段和數(shù)據(jù)段這兩個(gè)部分組成,因此說進(jìn)程與程序是緊密相關(guān)的。但從結(jié)構(gòu)上看,進(jìn)程實(shí)體中除了程序段和數(shù)據(jù)段外,還必須包含一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),即進(jìn)程控制塊PCB(進(jìn)程存在標(biāo)志)。(2)進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過程,因此是動(dòng)態(tài)的;動(dòng)態(tài)性還表現(xiàn)在進(jìn)程由創(chuàng)建而產(chǎn)生、由調(diào)度而執(zhí)行、由撤消而消亡,即它具有定的生命周期。而程序則只是一組指令的有序集合,并可永久地存放在某種介質(zhì)上,其本身不具有運(yùn)動(dòng)的含義,因此是靜態(tài)的。(3)多個(gè)進(jìn)程實(shí)體可同時(shí)存放在內(nèi)存中并發(fā)地執(zhí)行,其實(shí)這正是引入進(jìn)程的目的。而程序(在沒有為它創(chuàng)
4、建進(jìn)程時(shí))的并發(fā)執(zhí)行具有不可再現(xiàn)性,因此程序不能正確地并發(fā)執(zhí)行。(4)進(jìn)程是一個(gè)能夠獨(dú)立運(yùn)行、獨(dú)立分配資源和獨(dú)立接受調(diào)度的基本單位。而因程序(在沒有為它創(chuàng)建進(jìn)程時(shí))不具有PCB,所以它是不可能在多道程序環(huán)境下獨(dú)立運(yùn)行的。(5)進(jìn)程與程序不一對(duì)應(yīng)。3、用戶級(jí)線程和核心級(jí)線程(1)內(nèi)核支持線程即核心級(jí)線程。它們是依賴于內(nèi)核的,即無論是用戶進(jìn)程中的線程,還是系統(tǒng)進(jìn)程中的線程,它們的創(chuàng)建、撤消、切換都由內(nèi)核實(shí)現(xiàn)。(2)用戶級(jí)線程,對(duì)于這種線程的創(chuàng)建、撤消、和切換,都不用系統(tǒng)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)。內(nèi)核并不知道用戶級(jí)線程的存在。 進(jìn)程特征:動(dòng)態(tài)()獨(dú)立()異步()并發(fā)(指多個(gè)進(jìn)程實(shí)體同存于內(nèi)存中,且能在一段時(shí)間內(nèi)同
5、時(shí)運(yùn)行)二、進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件 三狀態(tài):就緒狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、阻塞狀態(tài) 五狀態(tài):創(chuàng)建、就緒、阻塞、執(zhí)行、終止七狀態(tài):創(chuàng)建、終止、執(zhí)行、活動(dòng)就緒、靜止就緒、活動(dòng)堵塞、靜止堵塞三、什么是信號(hào)量機(jī)制及作用P操作對(duì)信號(hào)量進(jìn)行減1操作和檢查信號(hào)量 V操作對(duì)信號(hào)量進(jìn)行加1操作和檢查信號(hào)量 (1)Wait(P操作)/ wait(s)s.value = s.value -1 ;if (s.value 0) block(S.L);Signal(V操作)signal(s)s.value = s.value +1;if (s.value value-;if(-valuelist);signal(semaphore*
6、s)S-value+;if(S-valuelist)四、什么是原語?列舉不少于6個(gè)原語原語就是由若干條指令組成的,用于完成一定功能的一個(gè)過程,他們是原子操作,對(duì)于操作中的所有操作要么全做,要么全不做,原語執(zhí)行過程中不允許中斷。原語舉例:阻塞原語block 喚醒原語wakeup 掛起原語suspend 激活原語active AND型信號(hào)量集P原語為Swait AND型信號(hào)量集V原語為Ssignal Send 原語 Receive原語臨界資源:一次僅允許一個(gè)進(jìn)程訪問的共享資源臨界區(qū):每個(gè)進(jìn)程中訪問臨界資源的那段程序稱為臨界區(qū),每次只準(zhǔn)許一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū),進(jìn)入后不允許其他進(jìn)程進(jìn)入。五、進(jìn)程通訊方式
7、共享存儲(chǔ)器系統(tǒng) 管道通訊系統(tǒng) 消息傳遞系統(tǒng):直接通信方式;間接通信方式。客戶機(jī)-服務(wù)器系統(tǒng)三種調(diào)度(填空題)作業(yè)調(diào)度:后備隊(duì)列上的作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存,創(chuàng)建進(jìn)程,分配資源并進(jìn)入就緒隊(duì)列。也稱為作業(yè)調(diào)度或長程調(diào)度,一般在批處理系統(tǒng)中有作業(yè)調(diào)度中級(jí)調(diào)度:為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。涉及進(jìn)程在內(nèi)外存間的交換從存儲(chǔ)器資源管理的角度來看,把進(jìn)程的部分或全部換出到外存上,可為當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程的執(zhí)行提供所需內(nèi)存空間。進(jìn)程調(diào)度:也稱微觀調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度,從處理機(jī)資源分配的角度來看,處理機(jī)需要經(jīng)常選擇就緒進(jìn)程或線程進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。由于低級(jí)調(diào)度算法的頻繁使用,要求在實(shí)現(xiàn)時(shí)做到高效低級(jí)調(diào)度分兩種方式:搶占、非搶占死鎖:一組進(jìn)程
8、中,每個(gè)進(jìn)程都無限等待被該組進(jìn)程中另一進(jìn)程所占有的資源,因而永遠(yuǎn)無法得到該資源,這種現(xiàn)象稱為進(jìn)程死鎖。產(chǎn)生死鎖四個(gè)必要條件:互斥條件:涉及的資源是非共享的。不剝奪條件:不能強(qiáng)行剝奪進(jìn)程擁有的資源。請(qǐng)求和保持(部分分配)條件:進(jìn)程在等待一新資源時(shí)繼續(xù)占有已分配的資源。環(huán)路條件:存在一種進(jìn)程的循環(huán)鏈,鏈中的每一個(gè)進(jìn)程已獲得的資源同時(shí)被鏈中的下一個(gè)進(jìn)程所請(qǐng)求。處理死鎖的四個(gè)基本方法:預(yù)防死鎖:避免死鎖:檢測死鎖:解除死鎖:預(yù)防死鎖的三個(gè)條件:破壞請(qǐng)求和保持(部分分配)破壞不可剝奪條件 破壞環(huán)路條件避免死鎖的實(shí)現(xiàn):利用銀行家算法安全性算法避免死鎖。調(diào)度算法:先來先服務(wù)算法(FCFS)有利于長作業(yè),不利
9、于短作業(yè)最短作業(yè)優(yōu)先算法(SJFt)提高了系統(tǒng)吞吐量 對(duì)長作業(yè)不利 未考慮作業(yè)的緊迫程度 作業(yè)時(shí)間的估計(jì)時(shí)間不準(zhǔn)最高響應(yīng)比優(yōu)先算法(HRN)有利于短作業(yè) 等待時(shí)間越長,優(yōu)先級(jí)越高 對(duì)于長作業(yè)也不會(huì)無限等待 每次調(diào)度之前,都先做響應(yīng)比計(jì)算,增加系統(tǒng)開銷 間片輪轉(zhuǎn)程序調(diào)度算法(RR)將就緒隊(duì)列分為N級(jí),每個(gè)就緒隊(duì)列分配給不同的時(shí)間片,隊(duì)列級(jí)別越高,時(shí)間片越長,級(jí)別越小,時(shí)間片越短; 當(dāng)進(jìn)程第一次就緒時(shí),進(jìn)入第一級(jí)隊(duì)列系統(tǒng)從第一級(jí)調(diào)度,當(dāng)?shù)谝患?jí)為空時(shí),系統(tǒng)轉(zhuǎn)向第二個(gè)隊(duì)列,.當(dāng)運(yùn)行進(jìn)程用完一個(gè)時(shí)間片,放棄CPU時(shí),進(jìn)入下一級(jí)隊(duì)列;等待進(jìn)程被喚醒時(shí),進(jìn)入原來的就緒隊(duì)列;一、連續(xù)分配動(dòng)態(tài)分區(qū)算法原理:(基
10、于順序搜索)分區(qū)分配算法包括:首次適應(yīng)算法FF:在內(nèi)存分配時(shí),要求空閑區(qū)按地址遞增的次序組織空閑區(qū)表(隊(duì)列)。分配:當(dāng)進(jìn)程申請(qǐng)內(nèi)存時(shí),系統(tǒng)從空閑區(qū)表的第一個(gè)表目開始查詢,直到首次找到大小能夠滿足要求的空閑區(qū),然后從該區(qū)中劃出一塊內(nèi)存空間分配給進(jìn)程,余下的部分仍作為一個(gè)空閑區(qū)留在空閑區(qū)表中,但要修改其首址和大小。循環(huán)首次適應(yīng)算法 :在內(nèi)存分配時(shí),要求空閑區(qū)按地址遞增的次序組織空閑區(qū)表(隊(duì)列)。分配:從上次找到的空閑分區(qū)的下一個(gè)空閑分區(qū)開始查找,直至找到第一個(gè)能滿足要求的空閑分區(qū),從中劃出一塊與請(qǐng)求的大小相等的內(nèi)存空間分配給作業(yè)。(3)最佳適應(yīng)算法:要求按空閑區(qū)大小從小到大的次序組成空閑區(qū)表(隊(duì)列
11、)。分配:當(dāng)進(jìn)程申請(qǐng)一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)時(shí),系統(tǒng)從表頭開始查找,當(dāng)找到第一個(gè)滿足要求的空閑區(qū)時(shí),停止查找,并且這個(gè)空閑區(qū)是最佳的空閑區(qū)。三、什么是碎片?分哪幾種?由于空閑區(qū)的大小與申請(qǐng)內(nèi)存的大小相等的情況是很少的,絕大多數(shù)情況是從一個(gè)空閑區(qū)中切去一塊,剩下的部分作為一個(gè)空閑區(qū)仍留在空閑區(qū)表中,隨著時(shí)間的推移,空閑區(qū)的發(fā)展趨勢是越來越小,直至不能滿足任何用戶要求。這種不能被任何用戶使用的極小的空閑區(qū)稱為碎片。分類:頁內(nèi)碎片、外部碎片四、在分頁式、分段式、段頁式訪問內(nèi)存次數(shù)?在分頁存儲(chǔ)管理方式中產(chǎn)生頁內(nèi)碎片,訪問兩次。第一次是訪問內(nèi)存的頁表,從中取出物理塊號(hào)。第二次訪問內(nèi)存是將物理塊號(hào)和頁內(nèi)地址轉(zhuǎn)化成物理地
12、址,去內(nèi)存取出需要的數(shù)據(jù)。(一維地址空間)在分段存儲(chǔ)管理方式中,訪問兩次內(nèi)存。第一次是訪問內(nèi)存中的段表,從中取出段表的內(nèi)存起始地址,將其與段內(nèi)地址相加,得內(nèi)存物理地址。第二次訪問內(nèi)存是從內(nèi)存中取出需要的數(shù)據(jù)。(二維地址空間)在段頁式存儲(chǔ)管理方式中,訪問內(nèi)存三次。第一次訪問內(nèi)存是訪問內(nèi)存中的段表,得頁表起始地址。第二次訪問是訪問內(nèi)存中的頁表,取出物理塊號(hào)。第三次訪問內(nèi)存是取出需要的數(shù)據(jù)或者是指令。五、什么是對(duì)換,抖動(dòng),換入,換出?對(duì)換:把內(nèi)存中暫不能運(yùn)行的進(jìn)程,或暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù),換出到外存上,以騰出足夠的內(nèi)存空間,把已具備運(yùn)行條件的進(jìn)程,或進(jìn)程所需要的程序和數(shù)據(jù),換入內(nèi)存。 抖動(dòng):在虛存中
13、,頁面在內(nèi)存與外存之間頻繁調(diào)度,以至于調(diào)度頁面所需時(shí)間比進(jìn)程實(shí)際運(yùn)行的時(shí)間還多,此時(shí)系統(tǒng)效率急劇下降,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。這種現(xiàn)象稱為顛簸或抖動(dòng)。如何消除抖動(dòng)現(xiàn)象?“L=S準(zhǔn)則”,即調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)的進(jìn)程數(shù),使得產(chǎn)生缺頁的平均間隔時(shí)間(L)等于系統(tǒng)處理進(jìn)程缺頁的平均時(shí)間(S)。理論和實(shí)踐表明,此時(shí)的CPU利用率最高。原因:頁面淘汰算法不合理 分配給進(jìn)程的物理頁面數(shù)太少換入:將對(duì)換區(qū)中的進(jìn)程調(diào)至內(nèi)存。換出:將內(nèi)存中的某些進(jìn)程調(diào)至對(duì)換區(qū)。一、什么是虛擬存儲(chǔ)器?具有請(qǐng)求調(diào)入功能和置換功能,能從邏輯上對(duì)內(nèi)存容量加以擴(kuò)充的一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)虛擬內(nèi)存的基本原理 將程序正在使用的部分內(nèi)容放在內(nèi)存,而暫時(shí)不用的部分
14、放在外存,在需要時(shí)由系統(tǒng)調(diào)入內(nèi)存,并將不需要(或暫不需要)的部分調(diào)出內(nèi)存。 由于程序在執(zhí)行時(shí),在一段時(shí)間內(nèi)一般僅使用它的程序的一部分(或一小部分),所以程序僅有部分裝入內(nèi)存完全能夠正確執(zhí)行。 特點(diǎn):多次性,對(duì)換性、虛擬性二、頁面置換算法(1)最佳(Optimal)置換算法選擇永不使用的,或者是在最長時(shí)間內(nèi)不再被訪問的頁面作為淘汰頁面。(2)先進(jìn)先出(FIFO)頁面置換算法淘汰最先調(diào)入內(nèi)存的頁面,即選擇在內(nèi)存中駐留時(shí)間最久的頁面予以淘汰。最近最久未使用頁面置換算法(LRU)選擇最后一次訪問時(shí)間距離當(dāng)前時(shí)間最長的一頁并淘汰之,即淘汰沒有使用的時(shí)間最長的頁。簡單Clock置換算法 改進(jìn)型Clock置
15、換算法一、目錄線性查找技術(shù):線性檢索法又稱為順序檢索法。在單級(jí)目錄中,利用用戶提供的文件名,用順序查找法直接從文件從目錄文件中找到指明文件的目錄項(xiàng)。在樹形目錄中,用戶提供的文件名是由多個(gè)文件分量名組成的路徑名,此時(shí)需要對(duì)多級(jí)目錄進(jìn)行查找。二、索引節(jié)點(diǎn)如何指向目錄的內(nèi)容?以/usr/ast/mbox為例:首先文件系統(tǒng)找到根目錄。在UNIX中,根目錄的索引結(jié)點(diǎn)位于磁盤上的固定位置。然后在根目錄中查找路徑的第一部分,usr,也就獲得了文件/usr的索引結(jié)點(diǎn)號(hào)。每個(gè)索引結(jié)點(diǎn)都位于磁盤的固定位置,所以根據(jù)索引結(jié)點(diǎn)號(hào)找到索引結(jié)點(diǎn)是很直接的。這樣文件系統(tǒng)找到目錄/usr,并接著查找下一部分ast。找到ast
16、目錄項(xiàng)后,得到目錄/usr/ast的索引結(jié)點(diǎn)。從而找到目錄/usr/ast并在該目錄中查找文件mbox。接著,文件mbox的索引結(jié)點(diǎn)被讀入內(nèi)存,并保存在內(nèi)存中,直至關(guān)閉該文件。磁盤索引節(jié)點(diǎn):文件主標(biāo)識(shí)符;文件類型;文件存取權(quán)限;文件物理地址;文件長度;文件連接計(jì)數(shù);文件存取時(shí)間。內(nèi)存索引節(jié)點(diǎn):文件打開時(shí),磁盤索引節(jié)點(diǎn)進(jìn)內(nèi)存以便于使用,增加了幾項(xiàng):索引節(jié)點(diǎn)標(biāo);,狀態(tài)(是否上鎖或修改);訪問計(jì)數(shù);文件所屬文件系統(tǒng)的邏輯設(shè)備號(hào);鏈接指針三、文件的物理結(jié)構(gòu)由什么組成?順序結(jié)構(gòu)一個(gè)文件的全部信息存放在外存的一片連續(xù)編號(hào)的物理塊中,這種結(jié)構(gòu)稱為連續(xù)結(jié)構(gòu),或稱連續(xù)文件。索引結(jié)構(gòu)這是一種非連續(xù)的結(jié)構(gòu),存放文件
17、信息的每一物理塊中有一個(gè)指針,指向下一個(gè)物理塊,這個(gè)指針的長度由物理設(shè)備的容量決定,通常放在該物理塊的開頭或結(jié)尾。鏈接結(jié)構(gòu)將盤塊中的鏈接字按盤塊號(hào)的順序集中起來,構(gòu)成盤文件映射表/文件分配表(FAT)。一、對(duì)I/O設(shè)備的控制方式?使用輪詢的可編程I/O方式 使用中斷的可編程 直接存儲(chǔ)器訪問方式 I/O通道控制方式二、設(shè)備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?設(shè)備控制表DCT 控制器控制表、通道控制表和系統(tǒng)設(shè)備表三、設(shè)備分配在多用戶或多進(jìn)程的環(huán)境中,每個(gè)用戶在完成各自的任務(wù)時(shí)總是要使用外設(shè),為用戶或進(jìn)程分配設(shè)備是設(shè)備管理的主要功能之一。設(shè)備分配包括:設(shè)備分配策略、分配的方式、分配技術(shù)和選擇用戶的算法。四、.設(shè)備獨(dú)立性
18、的概念設(shè)備獨(dú)立性(又稱設(shè)備無關(guān)性)的基本含義是:應(yīng)用程序獨(dú)立于具體使用的物理設(shè)備。設(shè)備獨(dú)立性的實(shí)現(xiàn):(1)引入邏輯設(shè)備和物理設(shè)備兩個(gè)概念。在應(yīng)用程序中使用邏輯設(shè)備名稱來請(qǐng)求使用某類設(shè)備;而系統(tǒng)在實(shí)際執(zhí)行時(shí)使用物理設(shè)備名稱。(2)系統(tǒng)必須具有將邏輯設(shè)備名稱轉(zhuǎn)換為某物理設(shè)備名稱的功能。設(shè)備獨(dú)立性后的好處:(1)設(shè)備分配靈活 (2)易于實(shí)現(xiàn)I/O重定向六、磁盤調(diào)度算法1) 先來先服務(wù))最短尋道時(shí)間優(yōu)先3)掃描算法4)單向掃描調(diào)度算法5)循環(huán)掃描調(diào)度算法七、磁盤訪問三個(gè)過程:由三個(gè)動(dòng)作組成:尋道 :磁頭移動(dòng)定位到指定磁道旋轉(zhuǎn)延遲:等待指定扇區(qū)從磁頭下旋轉(zhuǎn)經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸:數(shù)據(jù)在磁盤與內(nèi)存之間的實(shí)際傳輸八、
19、SPOOLING系統(tǒng)的組成 輸入井和輸出井 輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū) 輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程。九、假脫機(jī)外圍操作與CPU對(duì)數(shù)據(jù)的處理同時(shí)進(jìn)行,這種在聯(lián)機(jī)情況下實(shí)現(xiàn)的同時(shí)外圍操作稱為SPOOLing,或稱為假脫機(jī)操作。區(qū)別脫機(jī):設(shè)備與主機(jī)是否連接,目標(biāo)設(shè)備的I/O過程是否在主機(jī)控制下進(jìn)行。文件物理結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu),簡單:存儲(chǔ)與管理都簡單,且容易實(shí)現(xiàn)。支持順序存取和隨機(jī)存取。順序存取速度快。所需的磁盤尋道次數(shù)和尋道時(shí)間最少。缺點(diǎn) 需要為每個(gè)文件預(yù)留若干物理塊以滿足文件增長的部分需要。不利于文件插入和刪除。鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)提高了磁盤空間利用率,不需要為每個(gè)文件預(yù)留物理塊。有利于文件插入和刪除。有利于文件動(dòng)態(tài)擴(kuò)充
20、。缺點(diǎn)存取速度慢,不適于隨機(jī)存取。當(dāng)物理塊間的連接指針出錯(cuò)時(shí),數(shù)據(jù)丟失。更多的尋道次數(shù)和尋道時(shí)間。鏈接指針占用一定的空間,降低了空間利用率。索引結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)不需要為每個(gè)文件預(yù)留物理塊。既能順序存取,又能隨機(jī)存取。滿足了文件動(dòng)態(tài)增長、插入刪除的要求。缺點(diǎn)較多的尋道次數(shù)和尋道時(shí)間。索引表本身帶來了系統(tǒng)開銷。如:內(nèi)外存空間,存取時(shí)間等。成組鏈接法分配空閑塊的時(shí)候,從前往后分配,先從第一組開始分配,第一組空閑的100塊分完了,才進(jìn)入第二組。釋放空閑塊的時(shí)候正好相反,從后往前分配,先將釋放的空閑塊放到第一組,第一組滿了,在第一組前再開辟一組,之前的第一組變成第二組。操作系統(tǒng)接口:用戶接口 程序接口常用系統(tǒng)調(diào)
21、用類型:進(jìn)程控制類;文件操縱類;進(jìn)程通信類什么是系統(tǒng)調(diào)用:系統(tǒng)調(diào)用把的請(qǐng)求傳給,調(diào)用相應(yīng)的的內(nèi)核完成所需的處理,將處理結(jié)果返回給應(yīng)用程序。 用戶接口:字符顯示式聯(lián)機(jī);圖形化聯(lián)機(jī);程序接口 請(qǐng)求頁表 缺頁中斷頁號(hào)物理塊號(hào)狀態(tài)位p訪問字段A修改位M外存地址為什么要引入邏輯地址?1)使用物理地址的程序只有裝入程序所規(guī)定的內(nèi)存空間上才能正確執(zhí)行,如果程序所規(guī)定內(nèi)存空間不空閑或不存在,程序都無法執(zhí)行;(2)使用物理地址編程意味著由程序員分配內(nèi)存空間,程序員無法事先協(xié)商每個(gè)程序所應(yīng)占的內(nèi)存空間的位置,這在多道程序系統(tǒng)中,勢必造成程序所占內(nèi)存空間的相互沖突;(3)在多道程序系統(tǒng)中,系統(tǒng)無法保證程序執(zhí)行時(shí),它
22、所需的內(nèi)存空間都空閑?;谏鲜鲈?,必須引入一個(gè)統(tǒng)一的、在編程時(shí)使用的地址,它能夠在程序執(zhí)行時(shí)根據(jù)所分配的內(nèi)存空間將其轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的物理地址,這個(gè)地址就是邏輯地址。邏輯地址的引入為內(nèi)存的共享、保護(hù)和擴(kuò)充提供方便。試比較靜態(tài)重定位和動(dòng)態(tài)重定位 “重定位”實(shí)際上指的是相互聯(lián)系的兩件事情:一是確定一個(gè)待執(zhí)行程序在內(nèi)存中的位置;二是將程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址。后一件事情是由前一件事情決定的。動(dòng)態(tài)重定位特點(diǎn):實(shí)現(xiàn)要依靠硬件地址變換機(jī)構(gòu),且存儲(chǔ)管理軟件算法較復(fù)雜;程序代碼是按原樣裝入內(nèi)存的,在重定位的過程中也不發(fā)生變化同一代碼中的同一邏輯地址,每執(zhí)行一次都要重定位一次;只要改變基地址,就可以很容易地實(shí)
23、現(xiàn)代碼在內(nèi)存中的移動(dòng);動(dòng)態(tài)重定位可以將程序分配到不連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)中;所以,盡管動(dòng)態(tài)重定位需要硬件支持,但支持程序浮動(dòng),便于利用零散的內(nèi)存空間,利于實(shí)現(xiàn)信息共享和虛擬存儲(chǔ),所以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)大都采用動(dòng)態(tài)重定位。另外,實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器需要?jiǎng)討B(tài)重定位技術(shù)的支持。在實(shí)存管理上,管理方法主要分成哪兩種類型? 1)連續(xù):用戶程序需要占用連續(xù)的內(nèi)存空間,如分區(qū)存儲(chǔ)管理;(2)離散:用戶程序不需要占用連續(xù)的內(nèi)存空間,如分頁、分段、段頁等管理,一個(gè)用戶程序在內(nèi)存可能是不連續(xù)的,如果它有不只一頁或一段的話。為什么在分頁和分段管理下取一條指令或一個(gè)操作數(shù)通常需兩次訪存?如何解決這一問題?因?yàn)橛糜诘刂纷儞Q的頁表或段表也是存放
24、在內(nèi)存的,為了將CPU給出的邏輯地址變成物理地址,首先就要訪問內(nèi)存的頁表和段表,然后,根據(jù)形成的物理地址再取指令或數(shù)據(jù),這就要兩次訪存。解決這一問題的辦法是提供一個(gè)稱之為“快表”的硬件,用以存放當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程的頁表或段表的部分內(nèi)容,“快表”的訪問時(shí)間很快,因此可以節(jié)約訪問頁表和段表的時(shí)間。 存儲(chǔ)器訪問具有時(shí)間和空間的“局部性”,因此快表的命中率一般可達(dá)70%到90%;頁表和段表是在系統(tǒng)執(zhí)行過程中,每時(shí)每刻都需要訪問的,因此,訪問時(shí)間的微小縮短,其累計(jì)節(jié)約的時(shí)間卻可以達(dá)到很大。為什么分段管理下的程序共享和保護(hù)比分頁管理更有意義.因?yàn)槎问且粋€(gè)有意義的邏輯整體,如主程序、子程序、數(shù)據(jù)表格、工作空間等,
25、就如書本上的一章或一個(gè)自然段。而頁只是一個(gè)物理尺寸,不一定有完整的意義,如書本上的一頁。程序共享當(dāng)然希望被共享的對(duì)象是一個(gè)有意義的整體,如一個(gè)子程序;至于程序保護(hù),指的是每個(gè)進(jìn)程都應(yīng)按所擁有的存取權(quán)訪問不同的程序,而存取權(quán)(R,W,E等)當(dāng)然對(duì)一個(gè)有完整意義的對(duì)象才更有意義。所以就共享和保護(hù)而言,分段管理比分頁管理更有意義。為什么說分段系統(tǒng)較之分頁系統(tǒng)更易于實(shí)現(xiàn)信息共享和保護(hù)?如何實(shí)現(xiàn)(1)為了實(shí)現(xiàn)共享,必須在各共享者的段表或頁表中分別有指向共享內(nèi)存塊的表目。(2) 對(duì)分段式系統(tǒng),被共享的程序或數(shù)據(jù)可作為單獨(dú)的一段。在物理上它是一段,在不同的進(jìn)程中,可以對(duì)應(yīng)不同的邏輯段,相對(duì)來說比較易于實(shí)現(xiàn)。
26、(3) 對(duì)分頁管理,則要困難的多。必須保證被共享的程序或數(shù)據(jù)占有整數(shù)塊,以便與非共享部分分開。(4) 分段系統(tǒng)的共享是通過兩個(gè)(或多個(gè))進(jìn)程的段表之相應(yīng)表目都指向同一個(gè)物理段,并設(shè)置共享計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。覆蓋技術(shù)的基本思想是什么?若一個(gè)大的程序是由多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的程序模塊組成,且有些模塊是相互排斥的,即執(zhí)行甲就不會(huì)執(zhí)行乙,在這種情況下,就沒有必要將該程序的所有模塊裝入內(nèi)存,可將那些二者(或多者)執(zhí)行時(shí)取其一的模塊處理成“覆蓋”,讓它們共享內(nèi)存的一個(gè)“覆蓋區(qū)”。這樣就可大大節(jié)省內(nèi)存空間,達(dá)到用小內(nèi)存運(yùn)行大程序的目的。 覆蓋技術(shù)與虛擬存儲(chǔ)技術(shù)有何本質(zhì)不同?虛擬存儲(chǔ)器對(duì)于程序員時(shí)透明的,不需要程序員了解程序結(jié)構(gòu)、覆蓋的區(qū)域、時(shí)機(jī),不需要精心的設(shè)計(jì)程序及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),所有的操作由操作系統(tǒng)自動(dòng)完成。覆蓋的程序段的最大長度要受到物理內(nèi)存容量的限制,而虛擬存儲(chǔ)器的最大長度不受物理內(nèi)存容量的限制,只受計(jì)算機(jī)地址結(jié)構(gòu)的限制。交換技術(shù)與虛存中使用的調(diào)入調(diào)出技術(shù)有何相同
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