内存的存储管理段式和页式管理的区别
段式和页式存储管理的地址结构很类似
1、段式和页式存储管理的地址结构很类似，但是它们有实质上的不同，以下错误的是（D）A．页式的逻辑地址是连续的，段式的逻辑地址可以不连续B．页式的地址是一维的，段式的地址是二维的C．分页是操作系统进行的，分段是用户确定的D．页式采用静态重定位方式，段式采用动态重定位方式2、在以下的存储管理方案中，能扩充主存容量的是（D）A．固定式分区分配B．可变式分区分配C．页式存储管理D．分页虚拟存储管理3、段页式管理中，地址映像表是（C）A．每个进程一张段表，一张页表B．进程的每个段一张段表，一张页表C．每个进程一张段表，每个段一张页表D．每个进程一张页表，每个段一张段表4、一段页式存储器，地址结构如下所示23 10 9 0段号页号页内偏移该存储器最多容许16个段，请填写每个部分的含义，计算每一段所容纳的页数和最大长度。
每一段可以包含210=1024页，最大长度为210*1K=1M5、采用( B ) 不会产生内部碎片。
A．分页式存储管理B．分段式存储管理C．固定分区式存储管理D．段页式存储管理6．离散存储管理的主要特点是( A) 。
A．不要求将作业装入到内存的连续区域B．不要求将作业同时全部装入到内存的连续区域C．不要求进行缺页中断处理D．不要求进行页面置换7、可变式分区又称为动态分区，它是在系统运行过程中（B）时动态建立的。
A．在作业装入B．在作业创建C．在作业完成D．在作业未装入8、计算机系统的二级存储包括（D）A．CPU寄存器和主存缓冲区B．超高速缓存和内存储器C．ROM和RAM D．主存储器和辅助存储器9、某页式存储管理系统中，地址寄存器长度为24位，其中页号占14位，则主存的分块大小是（A）字节A．210B．10 C．214D．22410、作业在执行中发生了缺页中断，经OS处理后，应让其执行（B）指令。
A．被中断的前一条B．被中断的那一条C．被中断的后一条D．启动时的第一条11、分页式虚拟存储管理系统中，页面的大小与可能产生的缺页中断次数（B）。
分页、分段与段页式存储
分页、分段与段页式存储⼀. 分页存储管理1.基本思想⽤户程序的地址空间被划分成若⼲固定⼤⼩的区域，称为“页”，相应地，内存空间分成若⼲个物理块，页和块的⼤⼩相等。
可将⽤户程序的任⼀页放在内存的任⼀块中，实现了离散分配。
1) 等分内存页式存储管理将内存空间划分成等长的若⼲物理块，成为物理页⾯也成为物理块，每个物理块的⼤⼩⼀般取2的整数幂。
内存的所有物理块从0开始编号，称作物理页号。
2) 逻辑地址系统将程序的逻辑空间按照同样⼤⼩也划分成若⼲页⾯，称为逻辑页⾯也称为页。
程序的各个逻辑页⾯从0开始依次编号，称作逻辑页号或相对页号。
每个页⾯内从0开始编址，称为页内地址。
程序中的逻辑地址由两部分组成：页号P和页内位移量W。
在执⾏⼀个程序之前，内存管理器需要的准备⼯作：1) 确定程序的页数2) 在主存中留出⾜够的空闲页⾯3) 将程序的所有页⾯载⼊主存⾥。
（静态的分页，页⾯⽆需连续）2. 分页存储管理的地址机构页号x位，每个作业最多2的x次⽅页，页内位移量的位数表⽰页的⼤⼩，若页内位移量y位，则2的y次⽅，即页的⼤⼩，页内地址从000000000000开始到2的y次⽅若给定⼀个逻辑地址为A，页⾯⼤⼩为L，则页号P=INT[A/L]，页内地址W=A MOD L3．内存分配相邻的页⾯在内存中不⼀定相邻，即分配给程序的内存块之间不⼀定连续。
对程序地址空间的分页是系统⾃动进⾏的，即对⽤户是透明的。
由于页⾯尺⼨为2的整数次幂，故相对地址中的⾼位部分即为页号，低位部分为页内地址。
4. 页表分页系统中，允许将进程的每⼀页离散地存储在内存的任⼀物理块中，为了能在内存中找到每个页⾯对应的物理块，系统为每个进程建⽴⼀张页表，⽤于记录进程逻辑页⾯与内存物理页⾯之间的对应关系。
页表的作⽤是实现从页号到物理块号的地址映射，地址空间有多少页，该页表⾥就登记多少⾏，且按逻辑页的顺序排列，形如：5. 地址变换页式虚拟存储系统的逻辑地址是由页号和页内地址两部分组成，地址变换过程如图7-3所⽰。
页式、段式、段页式存储优缺点总结
页式、段式、段页式存储优缺点总结内存管理⽅式主要分为：页式管理、段式管理和段页式管理。
页式管理的基本原理是将各进程的虚拟空间划分为若⼲个长度相等的页。
把内存空间按页的⼤⼩划分为⽚或者页⾯，然后把页式虚拟地址与内存地址建⽴⼀⼀对应的页表，并⽤相应的硬件地址转换机构来解决离散地址变换问题。
页式管理采⽤请求调页和预调页技术来实现内外存存储器的统⼀管理。
优点：没有外碎⽚，每个内碎⽚不超过页的⼤⼩。
缺点：程序全部装⼊内存，要求有相应的硬件⽀持，如地址变换机构缺页中断的产⽣和选择淘汰页⾯等都要求有相应的硬件⽀持。
增加了机器成本和系统开销。
段式管理的基本思想是把程序按内容或过程函数关系分成段，每段有⾃⼰的名字。
⼀个⽤户作业或者进程所包含的段对应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为实际内存物理地址。
优点：可以分别编写和编译，可以针对不同类型的段采取不同的保护，可以按段为单位来进⾏共享，包括通过动态链接进⾏代码共享。
缺点：会产⽣碎⽚。
段页式管理，系统必须为每个作业或者进程建⽴⼀张段表以管理内存分配与释放、缺段处理等。
另外由于⼀个段⼜被划分为若⼲个页，每个段必须建⽴⼀张页表以把段中的虚页变换为内存中的实际页⾯。
显然与页式管理时相同，页表也要有相应的实现缺页中断处理和页⾯保护等功能的表项。
段页式管理是段式管理和页式管理相结合⽽成，具有两者的优点。
由于管理软件的增加，复杂性和开销也增加。
另外需要的硬件以及占⽤的内存也有所增加，使得执⾏速度下降。
————————————————————————————————————————————————⾸先看⼀下“基本的存储分配⽅式”种类：1. 离散分配⽅式的出现 由于连续分配⽅式会形成许多内存碎⽚，虽可通过“紧凑”功能将碎⽚合并，但会付出很⼤开销。
于是出现离散分配⽅式：将⼀个进程直接分散地装⼊到许多不相邻的内存分区中。
操作系统简答题
1.什么是操作系统？⑴计算机硬件与用户软件之间的中间件程序集合(2)OS是一个资源管理程序(3)OS是一个控制调度程序(4)OS 一般有一个内核(kernel)程序，开机后一直运行⑸提供用户和计算机之间的接口2.现代操作系统的五大组成部分：处理器管理，内存管理，设备管理，文件管理，用户接口3.操作系统的四个基本特征：并发性，共享性，虚拟性，异步性4.分时操作系统的基本特征：交互性、多用户同时性、独立性5.操作系统的三种基本类型：批处理系统，分时系统和实时系统6.实时操作系统的特点：可靠性高、响应及时但资源利用率低7.多道程序设计的特点：多道，宏观上并行，微观上串行8.批处理操作系统的特点：用户脱机使用计算机，成批处理，多道程序运行9.进程定义，进程组成部分，进程的基本特征：定义：一个被调入内存正在执行的程序。
一个具有独立功能的程序对某个数据集在CPU处理器上的执行过程。
独立分配资源的基本单位。
进程包括：代码段，堆栈段，数据段进程具有5个特征：(1)动态性：进程是程序的执行过程，它由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停，并由撤销而死亡。
(2)并行性：多个进程实体同存于内存中，能在一段时间内同时运行。
(3)独立性：进程是一个独立获得资源和独立调度的单位。
(4)异步性：进程按各自独立的不可预知的速度向前推进。
(5)结构特征：从结构上看，进程实体由程序段、数据段和进程控制块3部分组成10.进程和程序的区别：11.进程的状态周期：初始态，执行状态，等待状态，就绪状态，终止状态12.什么是进程控制块PCB?进程控制块PCB：用来描述进程的一切静态和动态的特征，操作系统只能通过它来感知和管理进程。
每个进程都有且仅有一个进程控制块。
13.通常将处理器的执行状态分为哪两种状态？系统态（管理状态），用户态（目标状态）14.什么是线程？线程的类型有哪三种？线程定义：一个进程内的基本调度单位，也称为轻权进程。
线程既可以由操作系统内核调度，也可以由用户程序控制线程分为三种类型：内核线程、轻量级进程和用户线程15.进程调度常用的四个指标：周转时间，吞吐量，响应时间，设备利用率16.CPU调度的三级调度：高级调度（作业）、中级调度（交换）和低级调度（进程）17.作业调度和进程调度的区别。
内存管理之一段式与页式管理
内存管理之⼀段式与页式管理内存管理⽅法内存管理主要包括内存分配和回收、地址变换、内存扩充、内存共享和保护等功能。
下⾯主要介绍连续分配存储管理、覆盖与交换技术以及页式与段式存储管理等基本概念和原理。
1．连续分配存储管理⽅式连续分配是指为⼀个⽤户程序分配连续的内存空间。
连续分配有单⼀连续存储管理和分区式储管理两种⽅式。
(1)单⼀连续存储管理在这种管理⽅式中，内存被分为两个区域：系统区和⽤户区。
应⽤程序装⼊到⽤户区，可使⽤⽤户区全部空间。
其特点是，最简单，适⽤于单⽤户、单任务的操作系统。
CP／M 和 DOS 2．0以下就是采⽤此种⽅式。
这种⽅式的最⼤优点就是易于管理。
但也存在着⼀些问题和不⾜之处，例如对要求内存空间少的程序，造成内存浪费；程序全部装⼊，使得很少使⽤的程序部分也占⽤—定数量的内存。
(2)分区式存储管理为了⽀持多道程序系统和分时系统，⽀持多个程序并发执⾏，引⼊了分区式存储管理。
分区式存储管理是把内存分为⼀些⼤⼩相等或不等的分区，操作系统占⽤其中⼀个分区，其余的分区由应⽤程序使⽤，每个应⽤程序占⽤⼀个或⼏个分区。
分区式存储管理虽然可以⽀持并发，但难以进⾏内存分区的共享。
分区式存储管理引⼈了两个新的问题：内碎⽚和外碎⽚。
前者是占⽤分区内未被利⽤的空间，后者是占⽤分区之间难以利⽤的空闲分区(通常是⼩空闲分区)。
为实现分区式存储管理，操作系统应维护的数据结构为分区表或分区链表。
表中各表项⼀般包括每个分区的起始地址、⼤⼩及状态(是否已分配)。
分区式存储管理常采⽤的⼀项技术就是内存紧缩(compaction)：将各个占⽤分区向内存⼀端移动，然后将各个空闲分区合并成为⼀个空闲分区。
这种技术在提供了某种程度上的灵活性的同时，也存在着⼀些弊端，例如：对占⽤分区进⾏内存数据搬移占⽤CPU~t⼨间；如果对占⽤分区中的程序进⾏“浮动”，则其重定位需要硬件⽀持。
1)固定分区(nxedpartitioning)。
固定式分区的特点是把内存划分为若⼲个固定⼤⼩的连续分区。
计算机中的段式虚拟存储器和段页式虚拟存储器
计算机中的段式虚拟存储器和段页式虚拟存储器段式虚拟存储器：段式虚拟存储器的基本思想是：按照程序的逻辑结构划分段，！主存以段为单位进⾏分配。
由于段是按照程序的⾃然边界划分的，因此每个段的长度各不相同，并且程序员通常还会把不同类型的数据划分到不同的段中。
与页式虚拟存储器类似，通过段表对每道程序进⾏管理，段表保存在主存中。
每个程序段在段表中有⼀个表项，主要包括以下内容：1：有效位，指明该段是否已经调⼊主存。
2：段起始地址：指明该段在实存中的⾸地址。
3：段长记录该段的实际长度，主要⽤于进⾏程序段的保护。
段表的起始地址由段表基址寄存器给出。
段式虚拟存储管理中虚实地址变换主要包括两步，从段表基址寄存器读出《段表的基地址》，将其与《虚拟地址》中的《段号》“相加+“即可得到程序段在《段表》中的地址。
其次，访问段表，得到《程序段》对应段的起始地址和段长和有效位。
如果有效位为“1”则表⽰程序段已经调⼊主存，这时将段起始地址与虚拟地址中的段内地址“相加”即可得到主存的物理地址。
！如果有效位为“0”则表⽰程序段不在主存中。
这时需要使⽤外部地址变换进⾏地址转换，并将对应段调⼊主存。
在段式虚存管理⽅式中，由于段的边界与程序的边界⼀致，程序的模块化好，便于程序的调度和保护，也有利于多道程序的共享。
但由于段的长度不⼀致，容易在主存空间留下碎⽚。
同时，由于段长通常不是2的整数次幂，因此地址变换需要较长的时间，需要更多的硬件⽀持。
《7》段页式虚拟存储器：段页式虚拟存储器的基本思想是将上⾯两种⽅式结合起来，以结合页式和段式两者的优点。
在段页式虚拟存储器中，！主存的物理空间被等分成页，！程序则先按逻辑结构分段，每段在分成与物理空间页同样⼤⼩的页⾯，程序以页为单位进⾏调⼊和调出操作，但以段为单位进⾏编程和保护与共享。
在段页式虚拟存储系统中，！通过⼀个段表和⼀组页表来进⾏管理。
段表中的每个表项对应⼀个段，每个表项主要包括《该段的页表起始地址，页表长度》。
计算机操作系统实验三存储器管理
计算机操作系统实验三存储器管理引言存储器管理是计算机操作系统中非常重要的一部分。
它负责管理计算机中的存储器资源，以便有效地分配和管理内存。
在操作系统的设计和实现中，存储器管理的性能和效率对整个系统的稳定性和性能有着重要的影响。
本文档将介绍计算机操作系统实验三中的存储器管理的实验内容及相关的知识点。
我们将从内存分区管理、页式存储管理和段式存储管理三个方面进行讨论。
内存分区管理内存分区管理是一种常见的存储器管理方法，旨在将物理内存分成若干个不同大小的区域，以便为不同的进程分配内存。
在实验三中，我们将学习和实现两种内存分区管理算法：首次适应算法和最佳适应算法。
首次适应算法是一种简单直观的算法，它从内存的起始位置开始查找第一个满足要求的空闲分区。
而最佳适应算法则是通过遍历整个内存空间，选择最合适的空闲分区来满足进程的内存需求。
通过实验，我们将学习如何实现这两种算法，并通过比较它们的性能和效果来深入理解内存分区管理的原理和实现。
页式存储管理页式存储管理是一种将物理内存分成固定大小的页框（page frame）和逻辑地址分成固定大小的页面（page）的管理方法。
在操作系统中，虚拟内存通过将进程的地址空间划分成大小相等的页面，并与物理内存中的页框相对应，实现了大容量的存储管理和地址空间共享。
在实验三中，我们将学习和实现页式存储管理的基本原理和算法。
我们将了解页表的结构和作用，以及如何通过页表将逻辑地址转换为物理地址。
此外，我们还将学习页面置换算法，用于处理内存不足时的页面置换问题。
段式存储管理段式存储管理是一种将逻辑地址分成不同大小的段并与物理内存中的段相对应的管理方法。
在操作系统的设计中，段式存储管理可以提供更灵活的地址空间管理和内存分配。
实验三将介绍段式存储管理的基本原理和实现方法。
我们将学习段表的结构和作用，以及如何通过段表将逻辑地址转换为物理地址。
同时，我们还将探讨段的分配和释放过程，并学习如何处理外部碎片的问题。
新第五章存储-段式及段页式
段表
S段的页表 … p’ P’+d 物理地址
… …
页面 … 段页式地址变换
29
存储 管理
（注：在段页式系统中，为了获取一条指令或 数据，需三次访问内存。第一次访问，是访问 内存中的段表，从中取得页表始址，第二次访 问，是访问内存中的页表，从中取得物理块号， 并将该块号与页内地址一起形成指令或数据的 物理地址；第三次访问，才是真正从第二次访 问的地址中，取得指令和数据。）
13
存储 管理 信息共享
分页系统中共享editor的示意图
14
存储 管理
15
分段系统中共享editor的示意图
存储 管理
五.请求分段存储管理
（一）.请求分段使用的表
扩充段表（每个作业一个） 现行分段表（整个系统一个） 现行调用表（整个系统一个）
16
存储 管理
1.扩充段表
段号 段长 段始址 存取控制 中断位 访问 位 改变位 扩充位 辅存地址
中断位：表示该页在不主存 访问位：表示该页最近是否被访问过 改变位：表示该页内容是否被修改 扩充位（固定长/可扩充 ）
17
存储 管理
2.现行分段表
记录共享段的状态，包括：当前段 是否在主存，该段在主存的始址，共享的 作业数，每个作业名，作业号以及在该作 业中的段号、允许的存取方式等。每个允 许被共享的段，当其调入主存时，均在此 表上登记。当一共享作业退出系统后，则 应将共享本段作业数减１并将相应的表目 改为“可用”。若共享作业数为０，则请求 系统回收相应的存储空间。
(1) 页是信息的物理单位，段则是信息的逻辑单位
(2) 页的大小固定且由系统决定，而段的长度却不
固定 (3) 分页的作业地址空间是一维的，即单一的线性 地址空间，分段的作业地址空间则是二维的
分页和分段有什么区别（内存管理）？
分页和分段有什么区别（内存管理）？
分页和分段有什么区别（内存管理）？
段式存储管理是⼀种符合⽤户视⾓的内存分配管理⽅案。
在段式存储管理中，将程序的地址空间划分为若⼲段（segment），如代码段，数据段，堆栈段；这样每个进程有⼀个⼆维地址空间，相互独⽴，互不⼲扰。
段式管理的优点是：没有内碎⽚（因为段⼤⼩可变，改变段⼤⼩来消除内碎⽚）。
但段换⼊换出时，会产⽣外碎⽚（⽐如4k的段换5k的段，会产⽣1k的外碎⽚）
页式存储管理⽅案是⼀种⽤户视⾓内存与物理内存相分离的内存分配管理⽅案。
在页式存储管理中，将程序的逻辑地址划分为固定⼤⼩的页（page），⽽物理内存划分为同样⼤⼩的帧，程序加载时，可以将任意⼀页放⼊内存中任意⼀个帧，这些帧不必连续，从⽽实现了离散分离。
页式存储管理的优点是：没有外碎⽚（因为页的⼤⼩固定），但会产⽣内碎⽚（⼀个页可能填充不满）。
两者的不同点：
⽬的不同：分页是由于系统管理的需要⽽不是⽤户的需要，它是信息的物理单位；分段的⽬的是为了能更好地满⾜⽤户的需要，它是信息的逻辑单位，它含有⼀组其意义相对完整的信息；
⼤⼩不同：页的⼤⼩固定且由系统决定，⽽段的长度却不固定，由其所完成的功能决定；
地址空间不同：段向⽤户提供⼆维地址空间；页向⽤户提供的是⼀维地址空间；
信息共享：段是信息的逻辑单位，便于存储保护和信息的共享，页的保护和共享受到限制；
内存碎⽚：页式存储管理的优点是没有外碎⽚（因为页的⼤⼩固定），但会产⽣内碎⽚（⼀个页可能填充不满）；⽽段式管理的优点是没有内碎⽚（因为段⼤⼩可变，改变段⼤⼩来消除内碎⽚）。
但段换⼊换出时，会产⽣外碎⽚（⽐如4k的段换5k的段，会产⽣1k的外碎⽚）。
计算机操作系统习题5参考答案
计算机操作系统习题5参考答案习题5参考答案Ⅰ问答题1. 存储管理的主要功能是什么？答：（1）主存空间的分配与回收。
系统按照一定的算法把某一空闲的存储空间分配给作业或进程；用户不需要时，及时回收，以供其它用户程序使用。
（2）地址转换（地址重定位）。
把作业地址空间中使用的逻辑地址转换成内存空间中的物理地址。
（3）主存空间的共享和保护。
可用的主存空间可由两个或多个进程共享。
同时要保护系统程序区不被用户有意或无意的侵犯，不允许用户程序读写不属于自己地址空间的数据，避免各道程序间相互干扰。
特别是当一道程序发生错误时，不至于影响其它程序的运行。
（4）主存空间的扩充。
使用虚拟存储或自动覆盖技术提供比实际内存更大的空间。
2. 指出逻辑地址与物理地址的不同点。
答：用户的源程序一旦编译之后，每个目标模块都以0为基地址进行编址，这种地址称为逻辑地址或相对地址。
为了便于CPU访问，内存中的每个物理存储单元都有一个编号，这个编号称为内存地址，即物理地址（也称绝对地址）。
3. 何谓地址转换（重定位）？有哪些方法可以实现地址转换？答：当作业运行时，不能用逻辑地址在内存中读取信息，必须把作业地址空间中使用的逻辑地址转换成内存空间中的物理地址，这种转换称为地址转换。
实现地址转换的方法有：静态地址转换和动态地址转换。
4. 简述什么是覆盖？什么是交换？覆盖和交换的区别是什么？答：覆盖技术主要是指同一主存区可以被不同的程序段重复使用。
交换，就是系统根据需要把主存中暂时不运行的某个（或某些）作业部分或全部移到外存，而把外存中的某个（或某些）作业移到相应的主存区，并使其投入运行。
交换是由操作系统完成，用户并不知道。
操作系统按一定的策略采用“强占”和“礼让”的方法，把内存部分内容暂时放到硬盘交换区中。
覆盖是由用户控制，操作系统提供覆盖机制，用户给出该程序的覆盖结构。
覆盖机构将整个作业分为常驻和覆盖两部分。
子程序不会同时调入内存。
用户只要将最大的子程序作为覆盖区告诉系统即可。
黑工程操作系统复习题
1.LRU页面调度算法总是选择在主存驻留时间最长的页面被淘汰。
（）2.磁盘是共享设备，所以每一时刻可有若干个进程同时与它交换信息。
（）3.分时系统中，时间片设置得越小，则平均响应时间越短。
（）4.多个进程可以对应于同一个程序，且一个进程也可能会执行多个程序。
（）5.设备独立性是指系统具有使用不同设备的能力。
（）6.进程A、B共享变量x，需要互斥执行；进程B、C共享变量y，B、C也需要互斥执行，因此，进程A、C必须互斥执行。
（）7.为了提高系统资源的利用率，在作业调度的优先级算法中应该规定，计算型作业的优先级较高，I/O型作业的优先级较低。
（）8.I/0交通管理程序的主要功能是管理主存控制器和通道。
（）9.引入缓冲区能使CPU和I/O设备之间速度不匹配的情况得到改善，但并不能减少设备中断CPU的次数。
（）10.由于设备驱动程序与硬件紧密相关，因此，系统中配备多少个设备就必须配置同样数量的设备驱动程序。
（）11.可以将操作系统看作是一个资源分配器，用来控制I/O设备和用户的程序。
（）12.死锁的形成只与资源分配策略有关，而与并发进程的执行速度无关。
（）13.在引入线程的操作系统中，线程是资源分配和调度的基本单位。
（）14.分页存储管理方案易于实现用户使用内存空间的动态扩充。
（）15.对临界资源应采取互斥访问方式来实现共享。
（）1.错，原因:是选择最长时间没有被用的页面被淘汰。
2.错，原因:每一时刻只有一个进程与它交换信息。
3.错，原因：平均响应时间不但与时间片的大小有关，还与其他因素有关。
4.对5.错，原因：设备独立性，可使应用程序独立于具体的物理设备和独立于设备的类型6.错，原因:不传递。
7.错，原因:I/O型作业的优先级高。
8.错，原因:I/O交通管理程序的主要功能是管理设备、控制器和通道。
9.错，减少设备中断CPU的次数。
10.错，一类一种。
11.对12.错，原因:与进程执行速度有关。
13.错，线程是调度的基本单位，进程是资源分配的基本单位14.错，原因:分段存储管理易于实现用户使用内存空间的动态扩充。
存储管理之段页式管理
主程序段[M]
0 ... E ...
P
子程序段[X]
0 ... F ...
L
子程序段[Y]
0 ...
116 12345
N
数组[A]
0
...
S
工作区段[B]
逻辑段号
0
0
M
K
0
1
X
P
0
2
Y
L
0
3
A
N
0
4
B
S
作业1的地址空间
长度 段地址
0 1 2 3 4
K P L N S
. 3200 . 1500 . 6000 . 8000 . 5000
内存分配：
以页为单位进行分配，并按作业的 页数多少来分配。逻辑上相邻的页， 物理上不一定相邻
0 1 2 3 4 5 6
作业的 地址空间
页框
页号
. 0 . 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6
（物理块）
页表
主存中页框（物理 块）
4.3 .3管理
1.页表：系统为每个进程建立一个页表，页 表给出逻辑页号和具体内存块号相应的关 系 页表放在内存，属于进程的现场信息
逻辑地址
页号
页内地址
用户程序的划分是由系统自动完成
的，对用户是透明的。一般，一页的 大小为2的整数次幂，因此，地址的 高位部分为页号，低位部分为页内地 址
页号P
页内位移量W
31
12 11
0
编号0~1048575 逻辑地址：一维
相对地址0~4095
内存空间：
按页的大小划分为大小相等的区域， 称为内存块（物理页面，页框）
二级页表结构及地址映射
操作系统习题及答案四
习题四存储管理一、单项选择题1、存储管理的目的是（）。
A.方便用户B.提高内存利用率C.方便用户和提高内存利用率D.增加内存实际容量2、外存（如磁盘）上存放的程序和数据（）。
A．可由CPU直接访问B．必须在CPU访问之前移入内存C．是必须由文件系统管理的D．必须由进程调度程序管理3、当程序经过编译或者汇编以后，形成了一种由机器指令组成的集合，被称为（）。
A.源程序B.目标程序C.可执行程序D.非执行程序4、固定分区存储管理一般采用( )进行主存空间的分配。
A.最先适应分配算法B.最优适应分配算法C.最坏适应分配算法D.顺序分配算法5、经过（），目标程序可以不经过任何改动而装入物理内存单元。
A.静态重定位B.动态重定位C.编译或汇编D.存储扩充6、若处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为（）字节。
A.2GBB.4GBC.100KBD.640KB7、首次适应算法的空闲区是（）。
A．按地址递增顺序连在一起B．始端指针表指向最大空闲区C．按大小递增顺序连在一起D．寻找从最大空闲区开始8、（）是指将作业不需要或暂时不需要的部分移到外存，让出内存空间以调入其他所需数据。
A.覆盖技术B.对换技术C.虚拟技术D.物理扩充9、虚拟存储技术是（）。
A.补充内存物理空间的技术B.补充相对地址空间的技术C.扩充外存空间的技术D.扩充输入输出缓冲区的技术10、虚拟存储技术与（）不能配合使用。
A.分区管理B.动态分页管理C.段式管理D.段页式管理11、以下存储管理技术中，支持虚拟存储器的技术是（）。
A．动态分区法B．可重定位分区法C．请求分页技术D．对换技术12、在请求页式存储管理中，若所需页面不在内存中，则会引起（）。
A.输入输出中断B. 时钟中断C.越界中断D. 缺页中断13、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．224 B．216 C．28 D．23214、在固定分区分配中，每个分区的大小是_______。
段式存储管理
. . .
12345 数组[A]
子程序段[X]
0 F L 0
K
. . . CALL [A] 116 . . .
主程序段[M]
CALL [Y] [F]
. . .
S
子程序段[Y]
工作区段[B]
分段式存储管理的基本思想概念
分段存储管理中的逻辑地址空间
用户程序的划分：按程序自身的逻辑关系划分为若 干个程序段，例如主程序段（MAIN）、子程序段、 数据段、堆栈段等，每个程序段都有一个段名，且 有一个段号。段号从0开始，每一段也从0开始编址， 段内地址是连续的 逻辑地址
段式存储管理存储保护与共享
在段式存储管理中很容易实现段的共享，只需在作 业的段表中都增加一个表项，让该段的基址指向共 享段在内存中的起始地址即可。
进程A的逻辑地址空间 文本 段 0 编辑程序 段1 段2 程序段 数据段 进程A的段表 段号 段长 基址 43062 内 存 操作系统 进程A的数据段 文本编辑程序
段页式存储管理中的逻辑地址
0 第0页 4KB 第1页 段MAIN 8KB 第2页 12KB 14KB 16KB 第3页 段号s 段内页号p 段内位移d 页内位移w 第2页 段SUBP 第1页 第0页 段DATA 第1页 第0页
用户逻辑地址空间中的地址结构将由上图所示的三个部分组成： 段号s，段内页号p，页内位移w。 （其中，段内页号p和页内位移w是由段内位移d分解而成。） 如： （0，1，100）
段表
段号 0 1 2 段首址 100K 50K 120K 段长度 10K 15K 25K
段表记录了段号，段的首（地）址和长度之 间的关系 每一个程序设置一个段表，放在内存
存储管理课后习题解答
表4-3给出了某系统中的空闲分区表，系统采用可变分区存储管理策略。 01 现有以下的作业序列：96k、20K、200K。若用首次适应算法和最佳
适应算法来处理这些作业序列，试问哪一种算法可以满足该作业序列 的要求？为什么？
【解答】略
02
01
01
01
在某系统中，采用固定分 区分配管理方式中，内存 分区（单位字节）情况如 图所示。现有大小为1k、 9k、33K 、121k的多个 作业要求进入内存，试画 出它们进入内存后的空间 分配情况，并说明主存浪 费多大？
【解答】该题有四个分区， 从图中可以看出，作业进
第一分区大小为8k，第
入系统后，第一分区剩余
二分区大小为32k，第三 空间为7k，第二分区剩
分区大小为120k，第四 余空间为23k，第三个分
分区大小为332k，该作 区剩余空间为87k，第四
业进入系统后的内存分配 个分区剩余空间为211k，
情况如下面的图4-2形所 主存空间浪费328k。
在采用页式存储管理系统中，某作业J的逻辑地址空间为4页 （每页2KB），且已知该作业的页面映像表4-9：试求有效逻 辑地址4865B所对应的物理地址。
【解答】该逻辑地址所对应的页号是 4865/2048=2，页内的偏移量为769，所 对应的物理地址为 6﹡2048+769=13057B。
示。
一○．有一个分页存储管理系统，页面大小为每页100字节。有一个50×50的整型数 组，按行连续存放，每个整数占两个字节，将数组初始化为0的程序描述如下：
int a[50][50]; int i,j; for(i=0;i<=49;i++) for( j=0;j<=49;j++) a[i][ j]=0; 若在程序执行时内存中只有一个存储块来存放数组信息，试问该程序执行时产生多
存储管理-段页式管理
存储管理-段页式管理存储管理-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。
段页式的优缺点优点:段页式管理具有段式管理和页式管理的优点。
缺点:由于管理软件的增加，复杂性和开销随之增加。
需要的硬件以及占⽤的内存也有所增加。
如果不采⽤联想寄存器⽅式提⾼CPU访问速度，执⾏速度会⼤⼤下降。
操作系统第四章存储管理习题 (1)
第四章存储管理习题一、选择题１、存储分配解决多道作业（Ａ）的划分问题。
为了解决静态和动态存储分配，需采用地址重定位，即把（Ｂ）变换成（Ｃ），静态重定位由（Ｄ）实现，动态重定位由（Ｅ）实现。
Ａ：①地址空间②符号名空间③主存空间④虚拟空间Ｂ、Ｃ：①页面地址②段地址③逻辑地址④物理地址⑤外存地址⑥设备地址Ｄ～Ｅ：①硬件地址变换机构②执行程序③汇编程序④连接装入程序⑤调试程序⑥编译程序⑦解释程序２、提高主存利用率主要是通过（Ａ）功能实现的。
（Ａ）的基本任务是为每道程序做（Ｂ）；使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（Ｃ）功能实现的。
Ａ、Ｃ：①主存分配②主存保护③地址映射④主存扩充Ｂ：①逻辑地址到物理地址的变换；②内存与外存间的交换；③允许用户程序的地址空间大于内存空间；④分配内存３、由固定分区方式发展为分页存储管理方式的主要推动力是（Ａ）；由分页系统发展为分段系统，进而以发展为段页式系统的主要动力分别是（Ｂ）。
Ａ～B：①提高主存的利用率；②提高系统的吞吐量；③满足用户需要；④更好地满足多道程序运行的需要；⑤既满足用户要求，又提高主存利用率。
４、静态重定位是在作业的（Ａ）中进行的，动态重定位是在作业的（Ｂ）中进行的。
Ａ、Ｂ：①编译过程；②装入过程；③修改过程；④执行过程5、对外存对换区的管理应以（Ａ）为主要目标，对外存文件区的管理应以（Ｂ）为主要目标。
Ａ、Ｂ：①提高系统吞吐量；②提高存储空间的利用率；③降低存储费用；④提高换入换出速度。
6、从下列关于虚拟存储器的论述中，选出一条正确的论述。
①要求作业运行前，必须全部装入内存，且在运行中必须常驻内存；②要求作业运行前，不必全部装入内存，且在运行中不必常驻内存；③要求作业运行前，不必全部装入内存，但在运行中必须常驻内存；④要求作业运行前，必须全部装入内存，且在运行中不必常驻内存；7、在请求分页系统中有着多种置换算法：⑴选择最先进入内存的页面予以淘汰的算法称为（Ａ）；⑵选择在以后不再使用的页面予以淘汰的算法称为（Ｂ）；⑶选择自上次访问以来所经历时间最长的页面予淘汰的算法称为（Ｃ）；Ａ～Ｄ：①FIFO算法；②OPT算法；③LRU 算法；④NRN算法；⑤LFU算法。
段式存储管理
段的共享比页的共享更容易。
4 段式存储管理方案小结
优点： 便于动态申请内存 管理和使用统一化 便于共享 便于动态链接
缺点：产生碎片
操作系统
10K
10K
逻辑地址
Y
段表
d < m?
+
段 长
N
访内地址
地址越界，发生中断
说明
段地址映射过程为： 程序地址字送入虚地址寄存器VR中。 取出段号s和段内位移d。 根据段表首址指针找到段表，查找段号为s 的表目，得到该段的首地址。 把段首地址与段内位移d相加，形成内存地 址送入MR中，并以此地址访问内存。
同的区域，称为物理段，每个物理段由起始 地址和长度确定 内存分配
以段为单位分配内存，每一个段在内存中 占据连续空间(内存随机分割，需要多少分配 多少)，但各段之间可以不连续存放。
2 段地址映射
1) 地址映射数据结构
段地址映射的数据结构有段表、段表首址指 针和段表的长度。段表首址指针和段表长度 存放在进程自己的PCB中。段表一般包括有段 的长度、段的首址和存取状态等信息。
每一进程有一个段表，程序的每一个段在段 表中占用一个表目。
段号 0 1
2
段首址 58K 100K 260K
段长度 20K 110K 140K
2 段地址映射
2)段地址变换:段地址变换由硬件地址变换机构完成
段表长 段表地址
内存
L
B 段 表 段长 内存始址
寄存器
… ……
比较
S Lb ...
d>=L
比较
地址越界
b+d
黑工程操作系统复习题
1. LRU 页面调度算法总是选择在主存驻留时间最长的页面被淘汰。
（）2. 磁盘是共享设备，所以每一时刻可有若干个进程同时与它交换信息。
（）3. 分时系统中，时间片设置得越小，则平均响应时间越短。
（）4. 多个进程可以对应于同一个程序，且一个进程也可能会执行多个程序。
（）5. 设备独立性是指系统具有使用不同设备的能力。
（）6. 进程A、B共享变量x，需要互斥执行；进程B C共享变量y, B、C也需要互斥执行，因此，进程A、C必须互斥执行。
（）7. 为了提高系统资源的利用率，在作业调度的优先级算法中应该规定，计算型作业的优先级较高，I/O 型作业的优先级较低。
（）8.I/0 交通管理程序的主要功能是管理主存控制器和通道。
（）9. 引入缓冲区能使CPU和I/O设备之间速度不匹配的情况得到改善，但并不能减少设备中断CPU的次数。
（）10. 由于设备驱动程序与硬件紧密相关，因此，系统中配备多少个设备就必须配置同样数量的设备驱动程序。
（）11. 可以将操作系统看作是一个资源分配器，用来控制I/O 设备和用户的程序。
（）12. 死锁的形成只与资源分配策略有关，而与并发进程的执行速度无关。
（）13. 在引入线程的操作系统中，线程是资源分配和调度的基本单位。
（）14. 分页存储管理方案易于实现用户使用内存空间的动态扩充。
（）15. 对临界资源应采取互斥访问方式来实现共享。
（）1. 错，原因: 是选择最长时间没有被用的页面被淘汰。
2. 错，原因: 每一时刻只有一个进程与它交换信息。
3. 错，原因：平均响应时间不但与时间片的大小有关，还与其他因素有关。
4. 对5. 错，原因：设备独立性，可使应用程序独立于具体的物理设备和独立于设备的类型6. 错，原因:不传递。
7. 错，原因:I/O 型作业的优先级高。
8. 错，原因:I/O 交通管理程序的主要功能是管理设备、控制器和通道。
9. 错，减少设备中断CPU的次数。
10. 错，一类一种。
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内存的存储管理段式和页式管理的区别
页和分段系统有许多相似之处，但在概念上两者完全不同，主要表现在：
1、页是信息的物理单位，分页是为实现离散分配方式，以消减内存的外零头，提高内存的利用率；或者说，分页仅仅是由于系统管理的需要，而不是用户的需要。
段是信息的逻辑单位，它含有一组其意义相对完整的信息。
分段的目的是为了能更好的满足用户的需要。
2、页的大小固定且由系统确定，把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，是由机器硬件实现的，因而一个系统只能有一种大小的页面。
段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序，通常由编辑程序在对源程序进行编辑时，根据信息的性质来划分。
3、分页的作业地址空间是维一的，即单一的线性空间，程序员只须利用一个记忆符，即可表示一地址。
分段的作业地址空间是二维的，程序员在标识一个地址时，既需给出段名，又需给出段内地址。
参考资料：/ctsn/os/skja4.htm
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炎炎1981|2009-08-2618:28:33
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一页式管理
1页式管理的基本原理将各进程的虚拟空间划分成若干个长度相等的页(page)，页式管理把内存空间按页的大小划分成片或者页面（pageframe），然后把页式虚拟地址与内存地址建立一一对应页表，并用相应的硬件地址变换机构，来解决离散地址变换问题。
页式管理采用请求调页或预调页技术实现了内外存存储器的统一管理。
它分为
1静态页式管理。
静态分页管理的第一步是为要求内存的作业或进程分配足够的页面。
系统通过存储页面表、请求表以及页表来完成内存的分配工作。
静态页式管理解决了分区管理时的碎片问题。
但是，由于静态页式管理要求进程或作业在执行前全部装入内存，如果可用页面数小于用户要求时，该作业或进程只好等待。
而且作业和进程的大小仍受内存可用页面数的限制。
2动态页式管理。
动态页式管理是在静态页式管理的基础上发展起来的。
它分为请求页式管理和预调入页式管理。
优点：没有外碎片，每个内碎片不超过页大小。
一个程序不必连续存放。
便于改变程序占用空间的大小（主要指随着程序运行而动态生成的数据增多，要求地址空间相应增长，通常由系统调用完成而不是操作系统自动完成）。
缺点：程序全部装入内存。
要求有相应的硬件支持。
例如地址变换机构，缺页中断的产生和选择淘汰页面等都要求有相应的硬件支持。
这增加了机器成本。
增加了系统开销，例如缺页中断处理机，请求调页的算法如选择不当，有可能产生抖动现象。
虽然消除了碎片，但每个作业或进程的最后一页内总有一部分空间得不到利用果页面较大，则这一部分的损失仍然较大。
二段式管理的基本思想
把程序按内容或过程（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一个二维线形虚拟空间，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，然后通过地址影射机构把段式虚拟地址转换为实际内存物理地址。
程序通过分段(segmentation)划分为多个模块，如代码段、数据段、共享段。
其优点是：可以分别编写和编译。
可以针对不同类型的段采取不同的保护。
可以按段为单位来进行共享，包括通过动态链接进行代码共享。
三段页式管理的实现原理
1虚地址的构成
一个进程中所包含的具有独立逻辑功能的程序或数据仍被划分为段，并有各自的段号s。
这反映相继承了段式管理的特征。
其次，对于段s中的程序或数据，则按照一定的大小将其划分为不同的页。
和页式系统一样，最后不足一页的部分仍占一页。
这反映了段页式管理中的页式特征。
从而，段页式管理时的进程的虚拟地址空间中的虚拟地址由三部分组成：即段号s，页号P和页内相对地址d。
虚拟空间的最小单位是页而不是段，从而内存可用区也就被划分成为着干个大小相等的页面，且每段所拥有的程序和数据在内存中可以分开存放。
分段的大小也不再受内存可用区的限制。
2段表和页表
为了实现段页式管理，系统必须为每个作业或进程建立一张段表以管理内存分配与释放、缺段处理、存储保护相地址变换等。
另外，由于一个段又被划分成了若干页，每个段又必须建立一张页表以把段中的虚页变换成内存中的实际页面。
显然，与页式管理时相同，页表中也要有相应的实现缺页中断处理和页面保护等功能的表项。
另外，由于在段页式管理中，页表不再是属于进程而是属于某个段，因此，段表中应有专项指出该段所对应页表的页表始址和页表长度。
3动态地址变换过程
在一般使用段页式存储管理方式的计算机系统中，都在内存中辟出一块固定的区域存放进程的段表和页表。
因此，在段页式管理系统中，要对内存中指令或数据进行一次存取的话，至少需要访问三次以上的内存：
第一次是由段表地址寄存器得段表始址后访问段表，由此取出对应段的页表在内存中的地址。
第二次则是访问页表得到所要访问的物理地址。
第三次才能访问真正需要访问的物理单元。
显然，这将使CPU的执行指令速度大大降低。
为了提高地址转换速度，设置快速联想寄存器就显得比段式管理或页式管理时更加需要。
在快速联想寄存器中，存放当前最常用的段号s、页号p和对应的内存页面与其它控制用栏目。
当要访问内存空间某一单元时，可在通过段表、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。
如果所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、页表而直接把快速联想寄存器中的值与页内相对地址d拼接起来得到内存地址。
总之，因为段页式管理是段式管理的页式管理方案结合而成的，所以具有它们二者的优点。
但反过来说，由于管理软件的增加，复杂性和开销也就随之增加了。
另外，需要的硬件以及占用的内存也有所增加。
更重要的是，如果不采用联想寄存器的方式提高CPU的访内速度，将会使得执行速度大大下降。