A. *操作系統的存儲管理的主要內容是什麼
存儲管理即是對主存的管理,它是操作系統的重要功能之一。主存儲器是計算機系統中的一種寶貴資源,對主存的管理和有效使用是操作系統中十分重要的內容。為了便於對主存進行有效的管理,應該將主存分成若干個區域,以便同時存放多個用戶程序和系統軟體。因此,存儲管理應具有如下功能:主存的分配和回收、提高主存的利用率、「擴充」主存容量和存儲保護。存儲分配主要解決多道作業之間劃分主存空間的問題,存儲分配有三種主要方式:直接分配方式、靜態分配方式和動態分配方式。絕大多數計算機系統都採用靜態分配方式或動態分配方式。為了實現靜態和動態兩種存儲分配策略,需要採用將邏輯地址與物理地址分開,並對邏輯地址實施地址重定位技術。所謂重定位是由於一個作業裝入到與其地址空間不一致的存儲空間時所引起的有關地址調整過程,實質上,這是一個地址變換過程,地址變換也稱為地址映射。根據地址變換進行的時間及採用的技術手段不同,可以把重定位分為兩類:靜態重定位和動態重定位。所謂靜態重定位是在程序運行之前,由鏈接裝配程序進行的重定位。靜態重定位的特點是無需增加硬體地址變換機構,但要求為每個程序分配一個連續的存儲區,且在程序執行期間不能移動,故難於做到程序和數據的共享;動態重定位是在程序的執行過程中,每當訪問到指令或數據時,將要訪問的程序或數據的邏輯地址轉換成物理地址。動態重定位的實現需要依靠硬體地址變換機構。最簡單的實現方法是利用一個重定位寄存器。動態重定位的特點是需要附加硬體的支持,優點是可以將程序分配到不連續的存儲區中,在程序運行之前可以只裝入部分代碼即可運行,然後在程序運行期間,根據需要動態地申請分配內存,所以,便以程序段的共享,並且可向用戶提供一個比主存的存儲空間大得多的地址空間,該地址空間也稱為虛擬存儲器。
B. 分區存儲管理中常用哪些分配策略
1、固定分區存儲管理
其基本思想是將內存劃分成若干固定大小的分區,每個分區中最多隻能裝入一個作業。當作業申請內存時,系統按一定的演算法為其選擇一個適當的分區,並裝入內存運行。由於分區大小是事先固定的,因而可容納作業的大小受到限制,而且當用戶作業的地址空間小於分區的存儲空間時,造成存儲空間浪費。
一、空間的分配與回收
系統設置一張「分區分配表」來描述各分區的使用情況,登記的內容應包括:分區號、起始地址、長度和佔用標志。其中佔用標志為「0」時,表示目前該分區空閑;否則登記佔用作業名(或作業號)。有了「分區分配表」,空間分配與回收工作是比較簡單的。
二、地址轉換和存儲保護
固定分區管理可以採用靜態重定位方式進行地址映射。
為了實現存儲保護,處理器設置了一對「下限寄存器」和「上限寄存器」。當一個已經被裝入主存儲器的作業能夠得到處理器運行時,進程調度應記錄當前運行作業所在的分區號,且把該分區的下限地址和上限地址分別送入下限寄存器和上限寄存器中。處理器執行該作業的指令時必須核對其要訪問的絕對地址是否越界。
三、多作業隊列的固定分區管理
為避免小作業被分配到大的分區中造成空間的浪費,可採用多作業隊列的方法。即系統按分區數設置多個作業隊列,將作業按其大小排到不同的隊列中,一個隊列對應某一個分區,以提高內存利用率。
2、可變分區存儲管理
可變分區存儲管理不是預先將內存劃分分區,而是在作業裝入內存時建立分區,使分區的大小正好與作業要求的存儲空間相等。這種處理方式使內存分配有較大的靈活性,也提高了內存利用率。但是隨著對內存不斷地分配、釋放操作會引起存儲碎片的產生。
一、空間的分配與回收
採用可變分區存儲管理,系統中的分區個數與分區的大小都在不斷地變化,系統利用「空閑區表」來管理內存中的空閑分區,其中登記空閑區的起始地址、長度和狀態。當有作業要進入內存時,在「空閑區表」中查找狀態為「未分配」且長度大於或等於作業的空閑分區分配給作業,並做適當調整;當一個作業運行完成時,應將該作業佔用的空間作為空閑區歸還給系統。
可以採用首先適應演算法、最佳(優)適應演算法和最壞適應演算法三種分配策略之一進行內存分配。
二、地址轉換和存儲保護
可變分區存儲管理一般採用動態重定位的方式,為實現地址重定位和存儲保護,系統設置相應的硬體:基址/限長寄存器(或上界/下界寄存器)、加法器、比較線路等。
基址寄存器用來存放程序在內存的起始地址,限長寄存器用來存放程序的長度。處理機在執行時,用程序中的相對地址加上基址寄存器中的基地址,形成一個絕對地址,並將相對地址與限長寄存器進行計算比較,檢查是否發生地址越界。
三、存儲碎片與程序的移動
所謂碎片是指內存中出現的一些零散的小空閑區域。由於碎片都很小,無法再利用。如果內存中碎片很多,將會造成嚴重的存儲資源浪費。解決碎片的方法是移動所有的佔用區域,使所有的空閑區合並成一片連續區域,這一技術稱為移動技術(緊湊技術)。移動技術除了可解決碎片問題還使內存中的作業進行擴充。顯然,移動帶來系統開銷加大,並且當一個作業如果正與外設進行I/O時,該作業是無法移動的。
3、頁式存儲管理
基本原理
1.等分內存
頁式存儲管理將內存空間劃分成等長的若干區域,每個區域的大小一般取2的整數冪,稱為一個物理頁面有時稱為塊。內存的所有物理頁面從0開始編號,稱作物理頁號。
2.邏輯地址
系統將程序的邏輯空間按照同樣大小也劃分成若干頁面,稱為邏輯頁面也稱為頁。程序的各個邏輯頁面從0開始依次編號,稱作邏輯頁號或相對頁號。每個頁面內從0開始編址,稱為頁內地址。程序中的邏輯地址由兩部分組成:
邏輯地址
頁號p
頁內地址 d
3.內存分配
系統可用一張「位示圖」來登記內存中各塊的分配情況,存儲分配時以頁面(塊)為單位,並按程序的頁數多少進行分配。相鄰的頁面在內存中不一定相鄰,即分配給程序的內存塊之間不一定連續。
對程序地址空間的分頁是系統自動進行的,即對用戶是透明的。由於頁面尺寸為2的整數次冪,故相對地址中的高位部分即為頁號,低位部分為頁內地址。
3.5.2實現原理
1.頁表
系統為每個進程建立一張頁表,用於記錄進程邏輯頁面與內存物理頁面之間的對應關系。地址空間有多少頁,該頁表裡就登記多少行,且按邏輯頁的順序排列,形如:
邏輯頁號
主存塊號
0
B0
1
B1
2
B2
3
B3
2.地址映射過程
頁式存儲管理採用動態重定位,即在程序的執行過程中完成地址轉換。處理器每執行一條指令,就將指令中的邏輯地址(p,d)取來從中得到邏輯頁號(p),硬體機構按此頁號查頁表,得到內存的塊號B』,便形成絕對地址(B』,d),處理器即按此地址訪問主存。
3.頁面的共享與保護
當多個不同進程中需要有相同頁面信息時,可以在主存中只保留一個副本,只要讓這些進程各自的有關項中指向內存同一塊號即可。同時在頁表中設置相應的「存取許可權」,對不同進程的訪問許可權進行各種必要的限制。
4、段式存儲管理
基本原理
1.邏輯地址空間
程序按邏輯上有完整意義的段來劃分,稱為邏輯段。例如主程序、子程序、數據等都可各成一段。將一個程序的所有邏輯段從0開始編號,稱為段號。每一個邏輯段都是從0開始編址,稱為段內地址。
2.邏輯地址
程序中的邏輯地址由段號和段內地址(s,d)兩部分組成。
3.內存分配
系統不進行預先劃分,而是以段為單位進行內存分配,為每一個邏輯段分配一個連續的內存區(物理段)。邏輯上連續的段在內存不一定連續存放。
3.6.2實現方法
1.段表
系統為每個進程建立一張段表,用於記錄進程的邏輯段與內存物理段之間的對應關系,至少應包括邏輯段號、物理段首地址和該段長度三項內容。
2.建立空閑區表
系統中設立一張內存空閑區表,記錄內存中空閑區域情況,用於段的分配和回收內存。
3.地址映射過程
段式存儲管理採用動態重定位,處理器每執行一條指令,就將指令中的邏輯地址(s,d)取來從中得到邏輯段號(s),硬體機構按此段號查段表,得到該段在內存的首地址S』, 該段在內存的首地址S』加上段內地址d,便形成絕對地址(S』+d),處理器即按此地址訪問主存。
5、段頁式存儲管理
頁式存儲管理的特徵是等分內存,解決了碎片問題;段式存儲管理的特徵是邏輯分段,便於實現共享。為了保持頁式和段式上的優點,結合兩種存儲管理方案,形成了段頁式存儲管理。
段頁式存儲管理的基本思想是:把內存劃分為大小相等的頁面;將程序按其邏輯關系劃分為若干段;再按照頁面的大小,把每一段劃分成若干頁面。程序的邏輯地址由三部分組成,形式如下:
邏輯地址
段號s
頁號p
頁內地址d
內存是以頁為基本單位分配給每個程序的,在邏輯上相鄰的頁面內存不一定相鄰。
系統為每個進程建立一張段表,為進程的每一段各建立一張頁表。地址轉換過程,要經過查段表、頁表後才能得到最終的物理地址。
C. 資料庫提供的安全保護功能包括哪四個方面解釋它們的含義。
資料庫的安全性:指保護資料庫,防止不合法的使用造成的數據泄露、更改或破壞。
SQL Server 2000 的安全性機制由四層構成
第一層:操作系統的登錄
第二層(伺服器安全管理):SQL Server的登錄————特殊賬戶sa
第三層(資料庫安全管理):資料庫的訪問權————成為資料庫用戶
第四層(資料庫對象安全管理):資料庫對象(表、視圖等)的訪問權———資料庫用戶獲得角色
D. 存儲和儲存有區別嗎
存儲和儲存是有區別的。存儲和儲存的區別如下:
1、定義不同
儲存,讀音是chǔ cún,儲存指聚積保存。而在物流管理中,其具有時間價值.
存儲,讀音是cún chǔ,存儲指把錢或物等積存起來。
2、引證釋義不同
儲存
楊朔《蓬萊仙境》:「順著山勢,高高低低修了好多座小水庫,儲存山水,留著澆地。」
存儲
《清會典事例·戶部·庫藏》:「戶部奏部庫空虛,應行存儲款項。」
3、引申意不同
存儲就是根據不同的應用環境通過採取合理、安全、有效的方式將數據保存到某些介質上並能保證有效的訪問,總的來講可以包含兩個方面的含義:一方面它是數據臨時或長期駐留的物理媒介。
另一方面,它是保證數據完整安全存放的方式或行為。存儲就是把這兩個方面結合起來,向客戶提供一套數據存放解決方案。
儲存就是在任何社會形態中,對於不論什麼原因形成停滯的物資也不論是什麼種類的物資在沒有進入生產加工、消費、運輸等活動之前或在這些活動結束之後,總是要存放起來。
E. 簡述存儲管理的主要功能
1、定址空間
操作系統讓系統看上去有比實際內存大得多的內存空間。虛擬內存可以是系統中實際物理空間的許多倍。每個進程運行在其獨立的虛擬地址空間中。
這些虛擬空間相互之間都完全隔離開來,所以進程間不會互相影響。同時,硬體虛擬內存機構可以將內存的某些區域設置成不可寫。這樣可以保護代碼與數據不會受惡意程序的干擾。
2、存儲管理內存映射
內存映射技術可以將映象文件和數據文件直接映射到進程的地址空間。在內存映射中,文件的內容被直接連接到進程虛擬地址空間上。
3、存儲管理物理內存分配
內存管理子系統允許系統中每個運行的進程公平地共享系統中的物理內存。
4、存儲管理共享虛擬內存
盡管虛擬內存允許進程有其獨立的虛擬地址空間,但有時也需要在進程之間共享內存。 例如有可能系統中有幾個進程同時運行BASH命令外殼程序。為了避免在每個進程的虛擬內存空間內都存在BASH程序的拷貝,較好的解決辦法是系統物理內存中只存在一份BASH的拷貝並在多個進程間共享。
(5)所謂存儲保護的基本含義擴展閱讀:
相關延伸:存儲管理存儲知識結構
1、系統管理:UNIX/Linux/Windows操作系統管理。
2、開發技術:C/C++,網路編程,多進程/多線程,進程間通信。
3、存儲基礎:磁碟、RAID陣列、文件系統等存儲相關硬體和軟體的安裝、配置、調試。
4、存儲系統:RAID,DAS,SAN,NAS, CAS等。
5、存儲協議:TCP/IP,SCSI,iSCSI,NFS/CIFS等。
6、文件系統:VFS, EXTx/NTFS/FAT32等磁碟文件系統,NFS/CIFS網路文件系統,Lustre/GFS/AFS等分布式文件系統。
7、存儲技術:Deplication,SSD,HSM,Virtualization,Snapshot,Replication,CDP, VTL,Thin Provision等等。
8、存儲架構:掌握不同行業的存儲需求,能夠根據實際需求提出存儲解決方案,並進行存儲系統架構、設計和實現
F. 什麼是虛擬存儲器它的原理是是什麼
虛擬內存是計算機系統內存管理的一種技術。它使得應用程序認為它擁有連續的可用的內存(一個連續完整的地址空間),而實際上,它通常是被分隔成多個物理內存碎片,還有部分暫時存儲在外部磁碟存儲器上,在需要時進行數據交換。
原理:
①中央處理器訪問主存的邏輯地址分解成組號a和組內地址b,並對組號a進行地址變換,即將邏輯組號a作為索引,查地址變換表,以確定該組信息是否存放在主存內。
②如該組號已在主存內,則轉而執行;如果該組號不在主存內,則檢查主存中是否有空閑區,如果沒有,便將某個暫時不用的組調出送往輔存,以便將這組信息調入主存。
③從輔存讀出所要的組,並送到主存空閑區,然後將那個空閑的物理組號a和邏輯組號a登錄在地址變換表中。
④從地址變換表讀出與邏輯組號a對應的物理組號a。
⑤從物理組號a和組內位元組地址b得到物理地址。
⑥根據物理地址從主存中存取必要的信息。
(6)所謂存儲保護的基本含義擴展閱讀:
虛擬內存的關鍵問題:
(1)調度問題:決定哪些程序和數據應被調入主存。
(2)地址映射問題:在訪問主存時把虛地址變為主存物理地址(這一過程稱為內地址變換);在訪問輔存時把虛地址變成輔存的物理地址(這一過程稱為外地址變換),以便換頁。此外還要解決主存分配、存儲保護與程序再定位等問題。
(3)替換問題:決定哪些程序和數據應被調出主存。
(4)更新問題:確保主存與輔存的一致性。
在操作系統的控制下,硬體和系統軟體為用戶解決了上述問題,從而使應用程序的編程大大簡化。
G. 存儲系統的存儲保護
近代計算機系統資源為一同執行的多個用戶程序所共享。就主存來說,它同時存有多個用戶的程序和系統軟體。為使系統正常工作,必須防止由於一個用戶程序出錯而破壞同時存在主存內的系統軟體或其他用戶的程序,還須防止一個用戶程序不合法地訪問並非分配給它的主存區域。因此,存儲保護是多道程序和多處理機系統必不可少的部分。
主存保護是存儲保護的重要環節。主存保護一般有存儲區域保護和訪問方式保護。存儲區域保護可採用界限寄存器方式,由系統軟體經特權指令給定上、下界寄存器內容,從而劃定每個用戶程序的區域,禁止越界訪問。
界限寄存器方式只適用於每個用戶程序佔用一個或幾個連續的主存區域,而對於虛擬存儲器系統,由於一個用戶的各頁離散地分布於主存內,就需要採用鍵式保護和環狀保護等方式。鍵式保護是由操作系統為每個存儲頁面規定存儲鍵,存取存儲器操作帶有訪問鍵,當兩鍵符合時才允許執行存取操作,從而保護別的程序區域不被侵犯,環狀保護是把系統程序和用戶程序按重要性分層,稱為環,對每個環都規定訪問它的級別,違反規定的存取操作是非法的,以此實現對正在執行的程序的保護。
H. 1. 分別敘述內存儲器,外存儲器,虛擬存儲器的含義與功能
所謂內存儲器就是指CPU得catch 內村,用來存放系統運行是的信息。特點是:速度快,容量小。
外存儲器也叫輔助存儲器,用來存儲永久信息。特點:速度慢,容量大。
虛擬存儲器:所謂虛擬存儲器就是 把內外村統一起來使用,起基本思想是把正在是用的部分保留在內存中。把暫時不用的部分防在外村中,使用時調入內存,虛擬存儲器的容量與cpu的地址結構有關,如奔騰的地址位是32位,那麼他的定址空間就是2的32次方,4GB,就是說他的最大定址空間是4GB。