单一连续分配内存管理.pdf

操作系统原理第5章存储管理

• ⑶最佳适应算法
• 最佳适应算法的空闲链是按空闲区从小到大顺序排列。为进程选择分区时总是寻找其大小最接近进程所要求的存储区域。所谓“最佳”是指每次为进程分配内存时，总是把能满足要求、又是最小的空闲分区分配给进程，避免“大材小用”。
• 因为每次分配后所切割下来的剩余部分总是最小的，这样将加速碎片的形成。
• ①如果被回收空闲分区没有空闲伙伴分区，那么保留该分区为一个独立的空闲分区，否则执行②；
• ②合并回收分区及其伙伴分区，从而得到一个尺寸（2I+1）更大的回收空闲分区，转移到①；
一个伙伴系统内存分配与回收的例子
• 伙伴系统克服了固定分区和动态分区存储管理技术的缺陷。但是伙伴系统存在一个问题，即内存空间需要不断地进行分裂和合并，频繁的伙伴分区合并操作会浪费很多时间。
• ③内存分配原则，以页帧为单位来分配内存，将进程若干个逻辑上连续的页面装入若干个离散的页帧中，由页表提供进程的页号到存储空间帧号的映射。
5.2.4伙伴系统
• 其实现原理如下： • 一个伙伴系统内存的用户可用空间为2U。进程申请存储空间时，
系统总是为其分配大小为2I的一个空闲分区。其中S≤I≤U，2S是系统允许的最小分区尺寸。在实际操作系统中，最小分区尺寸一般为212。 • 如果进程申请的存储空间大小为K，且2I-1<K≤2I，则将整个2I大小的分区分配给该进程；否则，该分区被分割成两个大小相等的伙伴分区，大小为2I-1；再判断K是否满足条件：2I-2<K≤2I-1，若满足条件，则将两个伙伴中的任何一个分配给该进程。否则，将其中一个伙伴又分成两个大小相等的伙伴分区；此过程一直继续进行，直到产生的分区满足条件I-J≥S并2I-J-1<K≤2I-J，将2I-J大小的分区分配给该进程；当I-J-1<S时，系统不再分割成两个大小相等的伙伴分区，将 2S大小的分区分配给该进程。 • 当进程执行完毕，释放一个尺寸为2I的分区时，系统用下面的算法回收该分区。

《操作系统》习题集：第3章存储管理

《操作系统》习题集：第3章存储管理第3章存储管理-习题集⼀、选择题1.把作业空间中使⽤的逻辑地址变为内存中物理地址称为（）。

【＊，★，联考】A. 加载B. 重定位C. 物理化D. 逻辑化2.为了保证⼀个程序在主存中改变了存放位置之后仍能正确执⾏，则对主存空间应采⽤（）技术。

【＊，★，联考】A. 静态重定位B. 动态重定位C. 动态分配D. 静态分配3.分区分配内存管理⽅式的主要保护措施是（）。

（注：分区包括“固定分区”和“可变分区”）【＊＊，09考研】A. 界地址保护B. 程序代码保护C. 数据保护D. 栈保护4.分区管理要求对每⼀个作业都分配（）的内存单元。

【＊，★，联考】A. 地址连续B. 若⼲地址不连续C. 若⼲连续的块D. 若⼲不连续的块5.在固定分区分配中，每个分区的⼤⼩是（）。

【＊，联考】A. 相同B. 随作业长度变化C. 可以不同但预先固定D. 可以不同但根据作业长度固定6.在可变式分区存储管理中的拼接技术可以（）。

（注：拼接是指通过移动将多个分散的⼩分区合并成⼀个⼤分区。

）【＊，★，联考】A. 集中空闲分区B. 增加内存容量C. 缩短访问周期D. 加速地址转换7.可变式分区存储管理中，采⽤拼接技术的⽬的是（）。

【＊，联考】A. 合并空闲分区B. 合并分配区C. 增加主存容量D. 便于地址转换8.某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55MB（初始为空），采⽤最佳适配算法，分配和释放的顺序为：分配15MB，分配30MB，释放15MB，分配8MB，分配6MB，此时主存中最⼤空闲分区的⼤⼩是（）。

【＊＊，★，10考研】A. 7MBB. 9MBC. 10MBD. 15MB9.在分页存储管理中，主存的分配是（）。

【＊，联考】A. 以块为单位进⾏B. 以作业的⼤⼩分配C. 以物理段进⾏分配D. 以逻辑记录⼤⼩进⾏分配10.⾸次适应算法的空闲分区是（）。

【＊＊，★，联考】A. 按⼤⼩递减顺序连在⼀起B. 按⼤⼩递增顺序连在⼀起C. 按地址由⼩到⼤排列D. 按地址由⼤到⼩排列11.最佳适应算法的空闲分区是（）。

同济大学操作系统L18_E：存储管理(离散分配方式)

若逻辑地址为（2154），它对应的物理地址为____________。 A. 120K+2 B. 480K+154 C. 30K+154 D. 2+480K 13. 如果一个程序为多个进程所共享，那么该程序的代码在执行的过程中不能被修改，即程序应该是________。 A. 可执行码 B. 可重入码 C. 可改变码 D. 可再现码 14. 在段页式存储管理中，其虚拟地址空间是 A. 一维 B. 二维 C. 三维空间。 D. 层次
（4）若作业执行中要从第 0 页的第 75 单元和第 3 页的第 548 单元读信息，那么，实际应从主存的哪两个单元读信息？请把应访问的主存绝对地址用二进制编码的十六进制数表示。 50. 某采用段式存储管理的系统为装入主存的一个作业建立了如下的段表：段号 0 1 2 3 4 段长 660 140 100 580 960 主存起始地址 219 3300 90 1237 1959
23.
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26. 27. 28. 29. 30.
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一般每页长大约为 1~4KB。经过划分之后，进程的虚地址变为由页号 p 与页内地址 d 所组成。内存空间划分成与页相等的片或块后，用户进程在内存空间内除了在每个页内地址连续之外，每个页面之间不再连续。这样，不仅实现了内存中碎片的减少，而且实现了由连续存储到非连续存储的飞跃。 ①页表 ②硬件地址变换机构【说明】页表也称为页面映像表，最简单的页表由页号和内存块号组成。要实现页式虚地址到内存物理地址的转换，除了页表外，还需要其他的硬件支持，如：页表始址和页表长度寄存器等。 ①内存 ②2 【说明】由于页表放在内存中，一次访问页表以确定所取数据或指令的物理地址，另一次是根据地址取数据或指令。 ①记录内存页面的分配情况 ②一张表 ③位示图法【说明】位示图法是在内存中划分一块固定区域，每个单元的每个比特（ bit）代表内存的一个页面，如果该页面已分配，则对应的位置置 1，否则置 0。 ①页号及页内偏移地址 ②段号及段内偏移地址段号、段在内存的起始地址、段长度等页号和块号 ①段 ②页 ①段 ②连续的内存 ③不等 ④相临【说明】段式管理是基于为用户提供一个方便灵活的程序设计环境而提出来的。其基本的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。一个用户作业或进程所包含的段对应一个二维线性虚拟空间。段式管理按段为单位分配内存，然后通过地址映射机构，把段式虚拟地址变换成实际的内存物理地址。 ①信息单位 ②共享 ③保护 ①页（块） ②大小相等的页，【说明】在段页式管理中，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成段，并具有各自的段号，这反映和继承了段式管理的特征。其次，对于段中的程序和数据，则按一定的大小将其划分为不同的页。和页式管理一样，最后不足一页的部分仍占有一页。这反映了段页式管理中的页式特征。因此，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：段号 s，页号 p 和页内相对地址 d。对于程序员来说，可见的仍然是段号 s 和段内相对地址 w，p 和 d 是由地址变换机构把 w 高位部分解释成页号 P，以及把剩下的低位解释为页内地址 d 而得到的。错误。【说明】地址越界保护可由地址变换机构对 “页表长度” 和所要访问的虚地址的 “页号” 相比较完成，当要访问的虚地址的“页号”大于“页表长度”时发生越界中断。错误【说明】页式存贮管理中地址空间是一维的，其页的划分对用户是透明的。正确。【说明】分区管理、页式管理存储方案为用户提供的是一个线性地址空间。这对于模块化程序和变化的数据结构的处理，以及不同作业或进程之间对某些公共子程序或数据的共享问题等的解决，都存在着较大的困难。另外，程序人员一般都希望把信息按其内容或函数关系分段，每段都有自己的名字，且可以根据名字来访问相应的程序或数据段。正确。【说明】段式管理把一个作业或进程的虚拟地址空间设计成二维结构，即段号 S 与段内相对地址 W。正确。【说明】例如，一个进程中的程序和数据可被分为主程序段、子程序段、数据段与工作区段，每个段定义一组逻辑上完整的程序和数据。正确。【说明】在多道环境下，由于进程的并发执行，一段程序为多个过程共享时，该程序段称为共享段，有时共享段也要被换出内存。但如果该共享段正在被某个进程使用或即将

内存连续分配方式实验

内存连续分配方式实验内存连续分配是操作系统中的重要概念之一、在计算机系统中，内存分配是指将进程所需的内存空间分配给其使用，同时也需要满足内存管理的要求。

内存连续分配方式是指将进程所需的内存空间连续地划分并分配给进程。

下面将介绍内存连续分配的几种方式及实验。

1.固定分区分配方式：固定分区分配方式是将整个内存空间分为若干个大小相等的分区，并为每个分区分配一个进程。

这种分配方式适用于进程数固定或进程大小相对稳定的场景。

固定分区分配方式的优点是简单易实现，缺点是可能会造成内存空间浪费，同时，当进程数或进程大小发生变化时，需要重新划分分区，性能较差。

2.动态分区分配方式：动态分区分配方式是根据进程的实际需要动态地分配内存空间。

动态分区分配方式将内存空间划分为若干个大小不等的分区，每个分区都可以独立地分配给进程使用。

当有新进程需要内存空间时，系统会根据分区空闲情况找到合适的分区进行分配。

动态分区分配方式的优点是充分利用内存空间，缺点是可能会出现内存碎片问题。

3.伙伴系统分配方式：伙伴系统分配方式是一种动态分区分配方式的改进版本。

它将内存空间划分为若干个大小相等的块，每个块大小都是2的幂。

当有新进程需要内存空间时，系统会找到与其大小最接近的空闲块进行分配。

如果找到的块大于所需大小，则将其划分为两个大小相等的块，其中一个分配给进程，另一个留作备用；如果找到的块小于所需大小，则会继续查找更大的空闲块进行分配。

伙伴系统分配方式的优点是减少了内存碎片问题，缺点是实现较为复杂。

实验设计：1.实验目的：通过实验，测试和比较不同的内存连续分配方式在不同场景下的性能和效果。

2.实验环境：使用一台具备内存管理功能的计算机，并在上面运行操作系统。

3.实验步骤：a.首先，选择一种内存连续分配方式，如固定分区分配方式。

b.根据选择的分配方式，设置相应的分区大小和数量。

c.运行一些需要内存空间的进程，并观察它们的分配情况。

d.记录每个进程所分配到的内存空间大小和位置，以及未分配的内存空间大小和位置。

操作系统专升本考试练习题及答案222

操作系统专升本考试练习题及答案2提示：答案和解析请见试卷尾1.[单选题]按( )分类可将设备分为块设备和字符设备。

A)从属关系B)操作特性C)共享属性D)信息交换单位2.[单选题]操作系统有其作为软件的外在特性和内在特性。

外在性指是一种软件，具有软件的使用方式。

内在性指操作系统具有一般软件的结构特征，由于它不是一般应用软件，其结构有其独特的形式。

这是研究操作系统基于（）的观点。

A)软件B)资源管理C)进程D)虚拟3.[单选题]在进程转换时,下列______转换是不可能发生的。

A)就绪态→执行态B)执行态→就绪态C)执行态→阻塞态D)阻塞态→执行态4.[单选题]用户归还文件的使用权可以调用的文件操作是( )。

A)建立B)打开C)关闭D)删除5.[单选题]当操作员接通计算机电源时,计算机系统立即自动执行( )A)中断服务程序B)用户程序C)引导程序D)接口程序6.[单选题]分配到必要的资源并获得处理机时的进程状态是（）。

A)就绪状态B)执行状态C)阻塞状态7.[单选题]操作系统的设备管理应具有的功能不包括A)缓冲管理B)设备关联性C)设备分配D)设备处理8.[单选题]下列关于进程和程序的比较,说法正确的是A)进程总是对应至少一个特定的程序,执行程序的代码B)进程是永久的,程序是暂时存在的C)程序和进程的存在实体相同D)进程是静态的,程序是动态的9.[单选题]最坏适应算法是按（）的顺序形成空闲链A)空闲区起始地址递增B)空闲区起始地址递减C)空闲区大小递增D)空闲区大小递减10.[单选题]为了进行进程协调，进程之间应当具有一定的联系，这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行，这种方式通常称为（）。

A)进程互斥B)进程同步C)进程通信D)进程制约11.[单选题]中央处理器与外围设备的工作方式是 ( )A)串行B)并行C)并发D)异步12.[单选题]临界区是指( )。

A)并发进程中用于实现进程互斥的程序段B)并发程序中用于实现进程同步的程序段C)并发程序中用于实现进程通信的程序段D)并发程序中与共享变量有关的程序段13.[单选题]处理器有32位地址,则它的虚拟地址空间为( )字节。

操作系统大题总结解答

操作系统⼤题总结解答处理机的执⾏模式与执⾏状态⼤多数处理器都⾄少⽀持两种执⾏模式，⼀种是同操作系统有关的模式，另⼀种则是同⽤户程序有关的模式。

较低特权的模式称为⽤户模式。

较⾼特权的模式称系统模式、控制模式或内核模式。

内核模式能执⾏所有的指令，访问所有的内存；⽤户模式则只能执⾏有限的指令，访问规定的内存处理器往往有⼀个或多个寄存器来保存处理器模式信息——程序状态字（PSW ）为了防⽌操作系统及其关键数据（如PCB ）遭到⽤户程序有意或⽆意的破坏，通常将处理机的执⾏状态分为两种：核⼼态与⽤户态核⼼态⼜称管态、系统态，是操作系统管理程序执⾏时机器所处的状态。

它具有较⾼的特权，能执⾏⼀切指令，能访问所有的寄存器和存储区。

⽤户态⼜称⽬态，是⽤户程序执⾏时机器所处的状态。

它具有较低的特权，只能执⾏规定的指令和只能访问指定的寄存器和存储区。

信号量练习2.某电话亭每⼀时刻最多只能容纳⼀个⼈打电话。

来打电话的⼈，如果看到电话亭空闲，则直接进⼊电话亭打电话；如果看到电话亭⾥正有⼈在打电话，则在外⾯排队等候，直到轮到⾃⼰，再进⼊电话亭打电话。

请⽤信号量来表达打电话的进程对电话机的互斥使⽤逻辑。

该电话亭每次只能容纳⼀个⼈打电话（进程）使⽤，所以是⼀个临界资源，资源量为1，各进程要互斥使⽤。

⽤信号量来表达资源的数量：semaphore mutex=1；（或empty=1） main( ) { CobeginPi （）；//(i=1,2,3,4,……); Coend }练习3.某电话亭共有3台电话机，即能容纳3个⼈（3个进程）同时打电话。

来打电话的⼈，如果看到电话亭有空闲机⼦，则直接进⼊电话亭打电话；如果看到电话亭⼈满，则在外⾯排队等候，直到轮到⾃⼰再进⼊电话亭打电话。

请⽤信号量机制表达打电话的进程对电话机资源的使⽤限制。

⽤信号量来表达空闲的电话机数：资源量的初值为3（表⽰开始时有3台空机⼦可⽤） semaphore empty=3； main （） { CobeginPi （）; i=1,2,3,…… Coend }4.⽣产者-消费者问题⼀个说明空缓冲单元的数⽬，⽤empty 表⽰，其初值为有界缓冲区的⼤⼩n ，另⼀个说明满缓冲单元的数⽬，⽤full 表⽰，其初值为0。

《操作系统》2个教案

《操作系统》2个教案《操作系统》教案章节名称：第四章存储器管理第1节程序的装⼊与链接第2节连续分配⽅式任课教师：（计算机科学系）张雪亚教材：《计算机操作系统》（汤⼦瀛编）（西安电⼦科技⼤学出版社）⼀、教学⽬的和要求1.回忆存储器的相关知识,为后⾯的学习打好基础.2.了解程序装⼊与链接的⼏种不同⽅法.3.熟悉连续的内存分配⽅式4.掌握动态分区分配的实现⽅法⼆、教学重点及难点1. 重点：动态分区分配，可重定位分区分配.2. 难点：重定位的基本概念：①为何引⼊?②如何实现?动态分区分配：①数据结构②分配算法③分配过程三、学时分配第⼀课时:引⾔,程序的装⼊⽅法,程序的连接⽅法.第⼆课时:连续分配的四种⽅式,作业.四、教学⽅法1．课堂讲授。

2．课后实验。

五、教学⼿段课堂讲授为主，如果有投影设备，可以使⽤多媒体课件向学⽣演⽰。

六、教学过程引⾔从这节课开始，我们将进⼊存储器管理的学习。

存储器是计算机系统的重要组成部分，近年来，存储器的容量虽然⼀直在不断的扩⼤，但仍然不能满⾜现代软件发展的需要，因此存储器仍然是⼀种宝贵⼜紧俏的资源。

所以如何对它加以有效的管理不仅直接影响到存储器的利⽤率，还对系统的性能有很⼤影响。

存储器的功能结构如下图所⽰，在本章中我们的主要研究对象是内存。

第⼀课时程序的装⼊和链接在多道程序环境下，程序要运⾏必须为之创建进程，⽽创建进程的第⼀件事，就是要将程序和数据装⼊内存。

如何将⼀个⽤户源程序变为⼀个可在内存中执⾏的程序，通常要经过以下⼏步：（1）编译:由编译程序（Compiler ）将⽤户源代码编译成若⼲个⽬标模块（ObjectModule ）。

（2）链接:由链接程序(Linker)将编译后形成的⽬标模块以及它们所需要的库函数，链接在⼀起，形成⼀个装⼊模块（Laod Module ）;（3）装⼊：由装⼊程序（Loader ）将装⼊模块装⼊内存。

⼀、程序的装⼊⽅法为了阐述上的⽅便，我们先介绍⼀个⽆须进⾏链接的单个⽬标模块的装⼊过程。

2024年度《操作系统原理》教学大纲

介绍RBAC的基本概念和实现方法，如何通过角色来管理用户的权限。
2024/2/2
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加密技术在操作系统中的应用
加密技术的基本概念
解释加密技术的核心思想，包括加密算法、密钥管理等。
文件加密
描述操作系统中文件加密的实现方法和技术，如EFS（加密文件系统）。
2024/2/2
磁盘加密
阐述磁盘加密的原理和实现方法，包括全盘加密和分区加密等。
微型化与嵌入式操作系统
随着物联网和智能终端的普及，微型化和嵌入式操作系统将成为未来发展的重要方向，它们需要更加轻量级、高效和安全。
云计算与分布式操作系统
云计算和分布式系统的快速发展对操作系统提出了新的挑战和机遇，未来的操作系统需要支持大规模并发处理、资源动态管理和跨平台协作等功能。
人工智能与操作系统融合
优点分析
解决了内存碎片问题，提高了内存利用率。允许程序的大小超过可用内存的大小，通过虚拟内存技术实现。提供了更好的内存保护，每个程序只能访问自己的内存空间，不能访问其他程序的内存空间。
缺点分析
需要复杂的软件和硬件支持，如页表、段表等数据结构以及相应的内存管理算法。在页式存储管理中，会产生页面抖动现象，即频繁地换入换出页面导致系统性能下降。
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访问控制机制的实现原理
访问控制的基本概念
访问控制列表（ACL）
解释访问控制的核心思想，即主体对客体的访问权限管理。
描述ACL的工作原理和实现方法，如何通过 ACL来管理用户对资源的访问权限。
强制访问控制（MAC）
基于角色的访问控制（RBAC）
阐述MAC的特点和实现原理，如基于格模型的访问控制。
2024/2/2

(完整版)存储管理习题与答案作业

第5章一．选择题（40题）1.主存用来存放__D_。

A.程序B.数据C.微程序D.程序和数据2.下列存储器中，速度最慢的是_C__。

A.半导体存储器B.光盘存储器C.磁带存储器D.硬盘存储器3.某一SRAM芯片，容量为16KB×1位，则其地址线有__A__。

A.14根B.16K根C.16根D.32根4.下列部件中，存取速度最慢的是_B__。

A.光盘存储器B.CPU存储器C.软盘存储器D.硬盘存储器5.在主存和CPU之间增加Cache的目的是_C__。

A.扩大主存的容量B.增加CPU中通用寄存器的数量C.解决CPU和主存之间的速度匹配D.代替CPU中的寄存器工作6.计算机的存储器采用分级存储体系的目的是__D_。

A.便于读／写数据B.减小机箱的体积C.便于系统升级D.解决存储容量、价格与存取速度间的矛盾7.某SRAM芯片，其容量为1KB×8位，加上电源端和接地端后，该芯片的引出线的最少数目应为__A__。

A.23B.25C.50D.208.在Cache的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到Cache内的任意一块的位置上，则这种方法称为__A__。

A.全相联映射B.直接映射C.组相联映射D.混合映射9.处理机有32位地址，则它的虚拟地址空间为_B__字节。

A.2GBB.4GBC.100KBD.640KB10.虚拟内存的容量只受__D_的限制。

A.物理内存的大小B.磁盘空间的大小C.数据存放的实际地址D.计算机地址字长11.以下_B__不是段式存储管理系统的优点。

A.方便编程B.方便内存管理C.方便程序共享D.方便对程序保护12.在可变分区分配方案中，最佳适应法是将空闲块按_C__次序排序。

A.地址递增B.地址递减C.大小递增D.大小递减13.在分区存储管理方式中，如果在按地址生序排列的未分配分区表中顺序登记了下列未分配分区：1-起始地址17KB，分区长度为9KB；2-起始地址54KB，分区长度为13KB；现有一个分区被释放，其起始地址为39KB，分区长度为15KB，则系统要_C__。

操作系统内存详解

操作系统内存详解进程的简单介绍进程是占有资源的最⼩单位，这个资源当然包括内存。

在现代操作系统中，每个进程所能访问的内存是互相独⽴的（⼀些交换区除外）。

⽽进程中的线程可以共享进程所分配的内存空间。

在操作系统的⾓度来看，进程=程序+数据+PCB(进程控制块)没有内存抽象在早些的操作系统中，并没有引⼊内存抽象的概念。

程序直接访问和操作的都是物理内存。

⽐如当执⾏如下指令时:mov reg1,1000这条指令会将物理地址1000中的内容赋值给寄存器。

不难想象，这种内存操作⽅式使得操作系统中存在多进程变得完全不可能，⽐如MS-DOS，你必须执⾏完⼀条指令后才能接着执⾏下⼀条。

如果是多进程的话，由于直接操作物理内存地址，当⼀个进程给内存地址1000赋值后，另⼀个进程也同样给内存地址赋值，那么第⼆个进程对内存的赋值会覆盖第⼀个进程所赋的值，这回造成两条进程同时崩溃。

没有内存抽象对于内存的管理通常⾮常简单，除去操作系统所⽤的内存之外，全部给⽤户程序使⽤。

或是在内存中多留⼀⽚区域给驱动程序使⽤，如图1所⽰。

第⼀种情况操作系统存于RAM中，放在内存的低地址第⼆种情况操作系统存在于ROM中，存在内存的⾼地址，⼀般⽼式的⼿机操作系统是这么设计的。

如果这种情况下，想要操作系统可以执⾏多进程的话，唯⼀的解决⽅案就是和硬盘搞交换，当⼀个进程执⾏到⼀定程度时，整个存⼊硬盘，转⽽执⾏其它进程，到需要执⾏这个进程时，再从硬盘中取回内存，只要同⼀时间内存中只有⼀个进程就⾏，这也就是所谓的交换（Swapping）技术。

但这种技术由于还是直接操作物理内存，依然有可能引起进程的崩溃。

所以，通常来说，这种内存操作往往只存在于⼀些洗⾐机，微波炉的芯⽚中，因为不可能有第⼆个进程去征⽤内存。

内存抽象为了解决直接操作内存带来的各种问题，引⼊的地址空间(Address Space)这个概念，这允许每个进程拥有⾃⼰的地址。

这还需要硬件上存在两个寄存器，基址寄存器(base register)和界址寄存器(limit register),第⼀个寄存器保存进程的开始地址，第⼆个寄存器保存上界，防⽌内存溢出。

固定分区分配

西安交通大学软件学院操作系统原理Operating System PrincipleOperating System Principle田丽华8-2 连续内存管理存储管理方式0102单一连续区管理方式；多分区管理方式，是一种可用于多道程序的较简单的存储管理方式，连续分配方式：为一个程序分配一段连续的内存空间，主要有：固定分区方式可变分区方式1.Resident operating system, usually held inlow memory with interrupt vector.（为操作系统保留的部分，通常用中断矢量保存在内存低端。

）er processes then held in high memory.（用户进程保存在内存高端。

）Main memory usually divided into two partitions:（主存通常被分为两部分）operating systemuser512KSingle-partition allocation （单独分区分配）用户区只能容纳一道作业基址寄存器包含最小物理地址的值；限长寄存器包含逻辑地址的范围，每个逻辑地址必需比限长寄存器的值小。

基址寄存器策略由来保护用户进程（同其他进程和改变的操作系统代码和数据分开)。

12CPUlimitregisterrelocationregistermemory < +logicaladdress yesnophysicaladdresstrap ; addressing error固定式分区是在作业装入之前，内存就被划分成若干个固定大小的连续分区。

划分工作可以由系统管理员完成，也可以由操作系统实现。

一旦划分完成，在系统运行期间不再重新划分，即分区的个数不可变，分区的大小不可变，所以，固定式分区又称为静态分区。

划分分区的方法如下：分区大小相等只适用于多个相同程序的并发执行（处理多个类型相同的对象），缺乏灵活性。

操作系统期末复习资料（全）

操作系统期末复习资料（全）第⼀章操作系统引论1.操作系统的设计⽬标及作⽤设计⽬的：(⽅便性和有效性是设计操作系统时最重要的两个⽬标)1．有效性：提⾼系统资源利⽤率；提⾼系统吞吐量。

2．⽅便性：配置OS后可使计算机系统更容易使⽤。

3．可扩充性：现代OS应采⽤新的结构，以便于⽅便的增加新的功能和模块。

4．开放性：系统能遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。

作⽤：1.OS作为⽤户与计算机硬件系统之间的接⼝。

2.OS作为计算机系统资源管理者。

3.OS实现了对计算机资源的抽象。

2. 单道批处理系统和多道批处理系统特点及区别单道批处理系统特点：⾃动性顺序性单道性。

多道批处理系统特点（优缺点）：1.资源利⽤率⾼。

2.系统吞吐量⼤。

3.平均周转时间长。

4. ⽆交互能⼒。

★☆单道批处理系统中，内存中仅有⼀道作业，⽆法充分利⽤系统资源。

多道批处理系统中，作业按⼀定算法从外存的“后备队列”中调⼊内存，使它们共享各种资源。

1.分时系统和实时系统的特点特征⽐较：1>．多路性。

实时信息处理系统也按分时原则为多个终端⽤户服务。

实时控制系统的多路性则主要表现在系统周期性地对多路现场信息进⾏采集，以及对多个对象或多个执⾏机构进⾏控制。

⽽分时系统中的多路性则与⽤户情况有关，时多时少。

2>．独⽴性。

实时信息处理系统中的每个终端⽤户在向实时系统提出服务请求时，是彼此独⽴地操作，互不⼲扰；⽽实时控制系统中，对信息的采集和对对象的控制也都是彼此互不⼲扰。

3>．及时性。

实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以⼈所能接受的等待时间来确定的；⽽实时控制系统的及时性，则是以控制对象所要求的开始截⽌时间或完成截⽌时间来确定的，⼀般为秒级到毫秒级，甚⾄有的要低于100微秒。

4>．交互性。

实时信息处理系统虽然也具有交互性，但这⾥⼈与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专⽤服务程序。

它不像分时系统那样能向终端⽤户提供数据处理和资源共享等服务。

操作系统原理及应用_武汉理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

操作系统原理及应用_武汉理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.在一个请求分页系统中发生颠簸（抖动）时，安装一个更快的CPU和一个容量更大的硬盘可以提高CPU利用率。

答案:错误2.系统“抖动”现象的发生可能是由以下哪一项引起的（）答案:页面置换算法选择不当3.系统中有11台打印机，N个进程共享打印机资源，每个进程要求3台。

系统不会发生死锁时N的最大取值是（）答案:54.某系统有三个并发进程，都需要同类资源3个，则系统不会发生死锁的最小资源数是（）答案:75.FCFS调度算法实现简单，可以使用FIFO队列来实现，当一个进程进入就绪队列，就是将其PCB链接到队列（）答案:尾部6.在虚拟分页存储管理系统中，若进程访间的页面不在主存，且主存中没有可用的空闲帧时，系统正确的处理顺序为（）答案:缺页中断→決定淘汰页→页面调出→页面调入7.在创建进程时，以下哪一项不是创建所必需的步骤（）答案:为进程分配CPU8.有关信号量S的描述，正确的是（）答案:S的初值不能为负数_除了初始化，只能通过执行P、V操作来访问S_S的取值可以是正数、负数和零9.从用户角度看，操作系统是（）答案:用户与计算机之间的接口10.下面对进程的描述中，错误的是（）答案:进程是指令的集合11.在请求页式存储管理中，产生缺页中断是因为查找的页不在以下哪一项中（）答案:内存12.操作系统是计算机系统必不可少的系统软件，这是因为它能（）答案:为用户提供方便的使用接口_提高资源的使用效率_保证信息的安全和快速存取文件13.在设计不同类型的操作系统时首要考虑的因素，以下说法正确的是（）答案:实时操作系统设计首要考虑实时性和可靠性_批处理操作系统设计首要考虑周转时间和系统吞吐量_分时操作系统设计首要考虑交互性和响应时间14.操作系统的基本特征包括（）答案:并发性_共享性_虚拟性_异步性15.用户编写了一个文本文件a.txt，想将该文件名称改为txt.a，下列命令中哪个可以实现（）答案:cat a.txt > txt.a16.在进程管理中，进程从阻塞状态变为就绪状态的原因可能是（）答案:等待的事件出现17.多道程序环境下，操作系统分配资源的基本单位是（）答案:进程18.下列关于临界区的论述中，正确的是（）答案:临界区是指进程中用于访问临界资源的那段代码19.在计算机系统中配置操作系统的主要目的是（）答案:提高系统资源利用率20.允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统称为（）答案:分时操作系统21.能及时处理由过程控制反馈的数据，并做出响应的操作系统是（）答案:实时操作系统22.在 OS 中采用多道程序设计技术，能有效地提高 CPU、内存和I/O 设备的（）答案:利用率23.推动分时系统形成和发展的动力是（）答案:方便用户24.在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（）答案:实时性和可靠性25.多道批处理系统中，为充分利用各种资源，系统总是优先选择满足以下哪个条件的多个作业投入运行（）答案:计算型和I/O型均衡的26.以下属于实时信息系统的是（）答案:民航售票系统27.以下关于OS的说法不正确的是（）答案:OS是系统态程序的集合28.UNIX 操作系统最初是由Bell实验室推出的，该操作系统属于（）答案:多用户多任务29.在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（）答案:实时性和可靠性30.以下不属于网络操作系统的是（）答案:DOS31.网络操作系统主要解决的问题是（）答案:网络资源共享与网络资源安全访问限制32.以下存储设备中，访问速度最快的是（）答案:高速缓存Cache33.一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（）答案:由阻塞变就绪34.下列叙述正确的是（）答案:线程是CPU调度的基本单位，但不是资源分配的基本单位_程序的并发执行具有不可再现性_信号量的初值不能为负数35.以下有关抢占式调度的论述，正确的是（）答案:调度程序可根据某种原则暂停某个正在执行的进程，将已分配给它的CPU 重新分配给另一进程_可防止单一进程长时间独占CPU_进程切换频繁36.下列进度调度算法中，可能出现进程长期得不到运行情况的是( )答案:抢占式短作业优先算法_静态优先数算法37.利用公开密钥算法进行数据加密的时候，采用的方式是（）答案:发送方用公钥加密，接收方用私钥解密38.安全需求可划分为物理安全、网络安全、系统安全和应用安全，下面的安全需求中属于系统安全的是（）答案:漏洞补丁管理39.存在内碎片的存储管理方式有( )答案:页式存储管理_单一连续分配_固定分区分配40.下列进程状态变化中，不可能发生的是（）答案:等待到运行41.下列有关计算机网络的叙述中，正确的有( )答案:建立计算机网络的最主要的目的是实现资源共享_计算机网络是在通信协议控制下实现的计算机互联_利用INTERNET网可以使用远程的超级计算中心的计算机资源42.关于对称和非对称密码系统，以下描述正确的是( )答案:对于非对称密码无法通过加密钥导出解密密钥_对称密码加解密处理速度快43.与分时系统相比，实时操作系统对响应时间的紧迫性要求高的多。

操作系统练习题及答案精简版

操作系统练习题一、填空题：1、在多道程序设计中，进程之间存在着两种不同的制约关系：__互斥___和___同步_____。

2、只有采用___动态___重定位技术，程序在内存中才可浮动。

3、在分页、分段存储管理中，访问一条指令或数据时需要访问内存___2__次，为加快这个访问过程需引入___快表____。

4、凡是数据到达和离去速度不匹配的地方均可采用__缓冲___技术。

5、活动头磁盘的访问时间包括___寻道___时间、__旋转延迟___时间和___数据传输___时间。

6、一个单CPU系统中有N个进程，则在就绪队列中进程的个数最多可能为N-1 。

7、Spooling系统由输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区和输入进程和输出进程3个部分组成。

8、文件按物理结构可分为顺序文件、链接文件和索引文件。

9、若信号量S的初值为1，当前值为-4，则表示有___4__个阻塞进程。

10、虚存的应用需求是_对物理内存实现逻辑扩充__。

11、凡是数据到达和离去速度不匹配的地方均可采用_缓冲___技术。

12、进程是由_____程序段____、___数据段_______和_____PCB_____3部分组成。

13、存储管理的4个功能是：_内存的分配与回收、地址转换、内存共享与保护和内存扩充。

14、在分区分配算法中，首次适应算法倾向于优先利用内存中_低地址_的空闲区，从而保留了高地址_部分的大空闲区。

15、按信息的交换单位，设备可分为___字符___和___块___两类，打印机属于___字符___设备。

16、____文件控制模块（FCB）__是文件存在的标志，它记录了系统管理文件所需要的全部信息。

17、文件系统中最基本的目标是实现文件的_按名存取_，这主要是通过文件系统的_目录_管理功能实现的。

18、一个单处理器系统中，若有5个用户进程，且假设当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有__4___，最少有___0___个。

存储器管理-无答案

存储器管理一、填空题1．常用的内存管理方法有①、②、③、④、⑤。

2．作业的地址空间指的是①，地址空间中的地址称为②。

内存地址的集合为③，它的地址称为④。

3．在存储器的管理中，常用的方式来摆脱主存容量的限制。

4．虚拟存储器的容量是由计算机系统的①和②确定的。

5．分区式分配可分为①和②。

6．固定分区，一般采用①重定位法；可变分区，一般采用②重定位法。

7．可变分区的主存分配算法有①、②和③。

8．实现虚拟存储技术，需要有一定的物质基础，其一是①，其二是②，其三是③9．对换技术也是一种在多道环境下用于的方法之一。

10．在分区式的管理中，各用户进程和作业所要求的内存容量要受到的限制，可以使用覆盖和交换技术来扩充内存。

11．在页式存储管理中，内存的物理地址空间被划分成大小相等的①，进程的虚拟地址空间被划分成相应的若干②。

12．页式管理中，页式虚地址与内存物理地址的映射是由①和②完成的。

13．在页式管理中，页表一般驻留在①的某个固定区域，取一个数据或指令至少要访问②次内存。

14．请求页式管理是一种①页式管理，它的②与静态页式管理相同，也是通过查找③来完成的，但是静态页式管理要求作业或进程在④全部装入⑤。

15．页式虚拟存储管理中，页表中“标志位”的作用是，一般系统的页表中还设置有“改变位”，其作用是判断某页是否在内存中被改变。

16．在请求页式管理中，当硬件地址变换机构发现所需的页不在①时，产生②中断信号，由③作出相应的处理。

17．置换（淘汰）算法是当系统发生缺页时，在内存中没有①时被调用的，它的目的是选出一个被②的页面。

如果内存中有足够的③存放所调入的页，则不必使用④。

18．在页式管理中，“主存分配表”的作用是①，它是整个系统②。

“主存分配表”可采用③方法。

19．在段式管理中，分配内存是以①为单位，每段分配一个②区。

由于各段长度③，所以这些存储区的大小不一，而且同一进程的各段之间不要求④。

20．在段式管理中，每个段是一个有意义的①，所以段的②和③更有意义，同时也容易实现。

操作系统学习指导与习题（含答案）

操作系统学习指导与习题（含答案）操作系统第⼀章概论1. 1 学习指导操作系统是运⾏在计算机硬件系统上的最基本的系统软件。

它操作和管理着所有的系统硬件，也控制和管理着所有的系统软件，操作系统对计算机使⽤者提供了⼀种良好的操作环境，也为其他各种应⽤系统提供了最基本的⽀撑环境。

现代操作系统是⼀个复杂的系统软件，它与计算机硬件系统有千丝万缕的联系，也与⽤户有着密不可分的关系，它在计算机系统中位于计算机裸机和计算机⽤户之间。

紧挨着硬件的就是操作系统，它通过系统核⼼程序对计算机系统中的⼏类资源进⾏管理，如处理机、存储器、输⼊/输出设备、数据与⽂档资源、⽤户作业等，并向⽤户提供若⼲服务，通过这些服务将所有对硬件的复杂操作隐藏起来，为⽤户提供⼀个透明的操作环境。

在操作系统的外层是其它系统软件。

操作系统是最基本的系统软件。

⽤户可以直接通过系统软件层与计算机打交道，也可以建⽴各类应⽤软件和应⽤系统，通过它们来解决⽤户的问题。

由此可见，操作系统是介于计算机硬件和⽤户之间的⼀个接⼝。

根据操作系统的功能特征，可将操作系统分为批处理系统、分时系统和实时系统三种基本类型。

不同类型的操作系统有不同的作业⽤户，适⽤于不同的应⽤领域。

本章的重点内容是：对⼀些术语及概念的了解及认识，如批处理、吞吐量、作业的周转时间、分时(简单分时、具有“前台”和“后台”的分时系统、基于多道程序设计的分时系统)、实时、多道程序设计、时间⽚及操作系统的特征(并发、共享、虚拟、不确定性)。

1. 2 学习⾃评⼀、选择题1.组成计算机系统软件的基本部分是__________。

A. 应⽤软件B. 语⾔处理程序C. 例⾏服务程序D. 操作系统2.把处理机的时间分成很短的时间⽚（如⼏百毫秒），并把这些时间⽚轮流地分配给各联机作业使⽤的技术称为__________。

A. 分时技术B. 实时技术C. 批处理技术D. 多道程序设计技术3.所谓__________是指⼀个以上的作业放⼊主存，并且同时处于运⾏状态。

OS--第三章徐宗元

动态重定位的示意图
中央处理器CPU 指令寄存器LOAD 1,2500 2500(逻辑地址) 10000
重定位寄存器重定位寄存
0：
LOAD 1，2500
10100
100
LOAD 1，2500
10000
2500 +
MMU(存储管理部件)
365
365 12500 物理地址内存的地址空间
2600
程序的地址空间
存储层次结构图
存储器存取时间减少高速缓存器 <10MB 1~2时钟
存储器存取速度增加主存每位存储器成本增加 <1GB 1~4时钟
存储器容量减少
辅存
<100GB 5~50ms
存储层次结构-1
存储器的功能是保存数据，存储器的发展方向是高速、大容量和小体积。内存在访问速度方面的发展：DRAM、SDRAM、SRAM等；硬盘技术在大容量方面的发展：接口标准、存储密度等；存储组织是指在存储技术和CPU寻址技术许可的范围内组织合理的存储结构。其依据是访问速度匹配关系、容量要求和价格。 “寄存器-内存-外存”结构 “寄存器-缓存-内存-外存”结构；微机中的存储层次组织：访问速度越慢，容量越大，价格越便宜；最佳状态应是各层次的存储器都处于均衡的繁忙状态（如：缓存命中率正好使主存读写保持繁忙）；
CPU芯片
动态重定位-1
当CPU执行该指令时，地址变换硬件逻辑自动将指令中的逻辑地址2500与重定位寄存器中的值相加，再根据和值作为内存的绝对地址去访问该单元的数据，读入的数据送到寄存器1。完成地址变换硬件是属于存储管理部件 MMU，目前它已集成到中央处理器CPU 中。由此可见，动态重定位是在指令执行过程中动态进行，它由硬件完成，这样可以带来两个好处：⑴ 目标程序装入内存时无需任何修改，所以装入之后再移动也不会影响其正确运行，这便于存储器用紧缩来解决存储器的碎片问题。⑵一个程序由若干个相对独立的目标模块组成时，每个目标模块各装入一个存储区域，这些存储区域可以不相领接，只要各个模块有自己对应的重定位寄存器就可以了。

操作系统专升本考试(试卷编号121)

操作系统专升本考试(试卷编号121)1.[单选题]SPOOLing技术可以实现设备的( )分配。

A)独占B)共享C)虚拟D)物理答案:C解析:2.[单选题]文件系统的主要目的是( )。

A)实现对文件的按名存取B)实现虚拟存储C)提供外存的读写速度D)用于存储系统文件答案:A解析:3.[单选题]用户程序___________直接使用特权指令 ( )A)不可以B)可以C)有时可以D)都不对答案:A解析:4.[单选题]特殊文件是与( )有关的文件。

A)文本B)图象C)硬件设备D)二进制数据答案:C解析:5.[单选题]文件信息的存取方式有多种,采用哪种存取方式,需要考虑的关键因素是( )A)文件的使用方式和打开方式B)存储介质的特性和文件的读写方式C)文件的打开方式和读写方式D)文件的使用方式和存储介质的特性6.[单选题]斯普林系统输入井中的作业状态有( )A)输入状态、收容状态、执行状态、完成状态B)输入状态、执行状态、输出状态、完成状态C)输入状态、收容状态、输出状态、完成状态D)收容状态、执行状态、完成状态、输出状态答案:A解析:7.[单选题]下列的信号量操作中，相当于一个可控开关的是（）。

A)Swait(s,d,d)B)Swait(s,1,1)C)Swait(s,1,0)D)Swait(s,0,0)答案:C解析:8.[单选题]是用于管理文件的系统文件。

A)正规文件B)目录文件C)字符设备文件D)块设备文件答案:B解析:本题主要考查的知识点为目录文件。

文件的类型有正规文件、目录文件、字符设备文件和块设备文件等。

正规文件包含用户信息,一般分为ASCII文件和二进制文件。

目录文件是用于管理文件的系统文件。

字符设备文件和输入/输出有关,用于串行I/O类设备,如终端、打印机和网络等。

块设备文件用于磁盘类设备。

9.[单选题]下列属于操作系统内核的资源管理功能的是A)中断处理B)时钟管理C)设备管理D)原语操作答案:C解析:本题主要考查的知识点为操作系统内核的功能。