操作系统考研复习 第三章内存管理

第三章存储器管理

1 源程序变为内存中可执行的程序需要经过哪些步骤？这些步骤分别有哪几种方式？

A编译：源代码编译成目标模块.obj

B链接：与库函数链接在一起，形成装入模块（静态链接、装入内存时动态链接、运行时动态链接）

C装入：装入内存运行。有绝对装入（绝对地址）、可重定位装入（静态重定位；装入时地址重定位）、动态运行时装入（动态重定位；运行时地址重定位，需要重定位寄存器支持）；

2 什么叫重定位？动态重定位特点是什么？（重定位的好处）

在存储器管理中什么是重定位？为什么要引进重定位技术？2014

当装入程序将可执行代码装入内存时，把逻辑地址转换成物理地址的过程，叫重定位。（一般没特殊说明，指的就是动态重定位）

1将程序分配到不连续的存储器中；

2只需投入部分代码即可运行；

3运行期间，根据代码需求动态申请内存；

4便于程序段的共享，可用向用户提供一个比存储空间大很多大地址空间。

3内存是如何进行保护的？（访问内存的地址是如何识别正确性的？）

（内存保护是为了确保操作系统的地址区不受用户进程的影响）

使用重定位寄存器（含最小物理地址）和界地址寄存器（逻辑地址）来保护的。

首先将逻辑地址与界地址比较，小于则与重定位地址相加映射成物理地址；大于则出现越界中断。

4什么是覆盖技术、交换技术？

覆盖：把用户空间分成一个固定区和若干的覆盖区，经常活跃的放在固定区，其他按需要调入覆盖区。

覆盖优缺点：打破了将进程全部信息装入内存才能运行的限制；

当同时运行的程序代码量大于内存仍不能运行、并且用户需给出覆盖区的结构交换：即中级调度的进程的换入和换出。

（现在已经不使用覆盖技术，现在是通过虚拟存储技术来解决的）

1内存分配管理有哪些方式？

根据作业是否在同一分区划为连续分配和非连续分配。

A连续分配：1单一连续分配、2固定分区、3动态分区。

B非连续分配：1分页、2分段、3段页式（每个又根据是否使用虚拟内存技术分为基本和请求）

2简述连续分配管理的方式有哪些？优缺点有什么？

A单一连续分配：分为系统区和用户区。无需内存保护。

优缺点：有内部碎片，内存利用率低，且只适用于单任务单用户的OS中。

B固定分区分配：将内存空间划分为固定大小区域，每个区域只装入一道作业。

缺点：程序太大放不进去、主存利用率低、产生内部碎片。

C动态分区分配：根据进程大小动态建立分区，使分区大小正好适应进程需要。

缺点：刚开始的时候是比较好的，后面会导致外部碎片的产生。

3什么是内部碎片？外部碎片、通过什么技术来解决？

内部碎片：程序小于固定分区大小，导致分区内部空间有剩余。

外部碎片：在分区外部产生难以使用的碎片。

外部碎片通过“紧凑”技术来解决。

4动态分区分配的空闲分区的分配策略有哪些？优缺点是什么？

首次适应算法First Fit：空闲分区按地址顺序次序链接起来，每次都分配第一个；

最佳适应算法Best Fit：空闲分区按从小到大链接起来，每次分配最能适应程序大小的那一个；

最坏适应算法Worst Fit：空闲分区按从大到小顺序链接起来，每次分配最大的空间；

循环首次适应算法Next Fit：首次适应算法；只不过下一次寻找是从上一次结束位置开始。

First Fit：最简单，且效果最好、最快的。

缺点是内存低址部分出现很多小的分区，且每次查找都要经过这些分区。

Best Fit：实际上比较差，因为每次分配都留下难以利用的内存块，产生最多的碎片。Worst Fit：导致很快没有可用的大的内存块。

Next Fit：它试图解决首次适应算法的问题，但实际上会导致在内存末尾分配空间。比首次还差。

1 连续分配的固定分区分配与非连续的分页管理有什么不同？

分页在形式上看与固定分区一样，但实际上不一样；

分页的大小比固定分区小很多，且分页是按进程分页，内存分块（页框），进程按块为单位申请空间，所以只会在最后一块中产生页内碎片，所以不会产生外部碎片。这会使一个作业的进程可能被分到了不同的块中。

2什么是页表？

分页存储管理系统中，页表的主要作用是什么？现代大多数计算机系统都支持非常大的逻辑地址空间，这给页表设计带来什么问题？（页表太大）2014

页表是为了便于在内存中找到进程中每个页面对应的物理块号，系统为每一个进程建立一张页表，记录在内存中物理块号，页表也一般放在内存中。

3分页管理方式存在哪两种主要的问题？

每次访问内存需要逻辑地址转化到物理地址，所以转化速度必须快；【快表】

每个进程引入页表机制，页表不能太大，否则内存利用率低【多级分页和请求分页】（见下）

4页表太大会带来什么问题？解决方法有哪些？

难以在内存中找到一块连续的地址，放下这么大的页表。即便是找到，也会占用内存很大的空间，内存的空间利用率下降。

1采用离散分配方式解决难以找到一块连续的大内存空间；【多级页表】

2只需将当前需要的部分页表项调入内存，其余页表项驻留在外存上。【请求分页】

5 页表是什么组成的？分页的地址结构？

整张页表，是由一个个页表项组成。每一个页表项由页号和所对应的块号组成。

分页的地址结构由“页号”+“页内偏移量”组成。例如地址长度32位（页号31~12，页内偏移11~0）则

1“页号”就是整张页表中页表项的偏移量。（现在页号20位，即能支持的页表项个数为220个。最大页表项所对应的页号是220-1。

2如果把一页里面放满页表编号（不是页号，页号是一页里面的页表项的偏移量），即该一页中的页号中的一位对应一张页表，就是能支持最大页数。（地址空间所允许的最大页数为220页）

3“页内偏移量”就是一页的大小。（现在页内偏移量为12位，即212B=4KB。即现在一页的大小为4KB）

6慢表的地址变换过程？（整个过程由硬件自动完成）