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操作系統段式存儲的概念

發布時間: 2022-05-05 19:56:52

⑴ *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。

⑵ 在頁式存儲管理系統中,當訪問主存中的一條指令或數據時,需要訪問多少次主存段式存儲呢

1)頁式存儲管理中,訪問指令或數據時,首先要訪問內存中的頁表,查找到指令或數據所在頁面對應的頁表項,然後再根據頁表項查找訪問指令或數據所在的內存頁面。需要訪問內存兩次。
段式存儲管理同理,需要訪問內存兩次。
段頁式存儲管理,首先要訪問內存中的段表,然後再訪問內存中的頁表,最後訪問指令或數據所在的內存頁面。需要訪問內存三次。
對於比較復雜的情況,如多級頁表,若頁表劃分為N級,則需要訪問內存N+1次。若系統中有快表,則在快表命中時,只需要一次訪問內存即可。

⑶ 頁式存儲管理和段式存儲管理的區別

段式與頁式存儲管理的比較如下表所示。

段式
頁式

分段由用戶設計劃分,每段對應一個相應的的程序模塊,有完整的邏輯意義。
分頁用戶看不見,由操作系統為內存管理劃分。

段面是信息的邏輯單位
頁面是信息的物理單位

便於段的共享,執行時按需動態鏈接裝入。
頁一般不能共享

段長不等,可動態增長,有利於新數據增長。
頁面大小相同,位置不能動態增長。

二維地址空間:段名、段中地址;段號、段內單元號
一維地址空間

管理形式上象頁式,但概念不同
往往需要多次缺頁中斷才能把所需信息完整地調入內存

實現頁(段)的共享是指某些作業的邏輯頁號(段號)對應同一物理頁號(內存中該段的起始地址)。頁(段)的保護往往需要對共享的頁面(段)加上某種訪問許可權的限制,如不能修改等;或設置地址越界檢查,對於頁內地址(段內地址)大於頁長(段長)的存取,產生保護中斷。

⑷ 計算機操作系統 段頁式存儲管理

計算機考試分四個等級,一級主要是計算機基礎知識的運用,分為一級B、一級MS Office,一級WPS Office,二級主要是程序設計或資料庫的基礎,分為二級C、C++、JAVA、VB、VF 、ACCESS等,三級分三級資料庫,三級網路技術,三級PC技術,

⑸ 操作系統中什麼是段,大頁,小頁和微頁

分段和分頁是內存管理方式,分段是指把內存分成大小相等的頁,這樣在存儲的時候尋找未被使用的頁,一段程序可以實現跨頁存儲,可以大大提高內存利用效率,減少內存碎片,為了管理內存中的頁,知道哪些頁已經分配,哪些未被分配,必須有一個頁表以備查詢,就像一本書的目錄一樣。段也是同樣的道理,只不過段比頁大,所以段管理碎片比頁要多,現在操作系統通常是段頁結合,內存分段,段內分頁,可結合二者優點,所謂段表頁 ,應該是段表所在頁,通常頁表要比段表龐大的多。

⑹ 操作系統相關概念

操作系統的概念:是疊加在硬體上的第一層軟體,是其他軟體和硬體之間的介面有效地管理計算機的軟硬體

資源,合理地組織計算機的工作流程,方便用戶利用這些資源集合
操作系統的特徵:進程/線程執行的並發性;資源的使用共享性;設備的虛擬性;進程的非同步(隨機)性;

不確定性(可能不再現性)
歷史上的操作系統CTSS;UNIX類、Linux;Windows;Macintosh;VxWorks
操作系統的分類:批處理操作系統;分時系統;實時操作系統;個人計算機操作系統;網路操作系統;分

布式操作系統;嵌入式操作系統
順序環境:計算機系統中 只有一個程序在運行該程序獨占系統中所有資源其執行不受外界影響
進程:進程是具有獨立功能的程序關於某個數據集合上的一次運行活動,是系統進行資源分配和調度的獨

立單位
進程的特徵:並發性動態性獨立性交互性非同步性結構性
臨界資源: 系統中某些資源一次只允許一個進程使用,稱這樣的資源為臨界資源或互斥資源或共享變數
P(s)該進程狀態置為等待狀態將該進程的PCB插入相應的等待隊列末尾
V(s)喚醒相應等待隊列中等待的一個進程 改變其狀態為就緒態,並將其插入就緒隊列

管程:指關於共享資源的數據及在其上操作的一組過程或共享數據結構及其規定的所有操作
要素:管程中的共享變數在管程外部是不可見的,外部只能通過調用管程中所說明的外部過程(函數)來

間接地訪問管程中的共享變數;為了保證管程共享變數的數據完整性,規定管程互斥進入;管程通常是用

來管理資源的,因而在管程中應當設有進程等待隊以及相應的等待及喚醒操作
管程和進程的異同點:(1)設置進程和管程的目的不同(2)系統管理數據結構進程:PCB 管程:等待隊

列(3)管程被進程調用(4)管程是操作系統的固有成分,無創建和撤消

cpu調度方式:搶占式/非搶占式
可剝奪式(可搶占式 當有比正在運行的進程優先順序更高的進程就緒時,系統可強行剝奪正在運行進程的

CPU,提供給具有更高優先順序的進程使用
不可剝奪式(不可搶占式 某一進程被調度運行後,除非由於它自身的原因不能運行,否則一直運行下去
常用演算法
FIFO,SPF(改進得最短剩餘時間優先SRT),優先順序,時間片輪轉,高響應比優先、Unix的多級隊列反饋

死鎖:一組進程中,每個進程都無限等待被該組進程中另一進程所佔有的,因而永遠無法得到的資源,這

種現象稱為進程死鎖,這一組進程就稱為死鎖進程
產生死鎖的四個必要條件:互斥(資源獨占)一個資源每次只能給一個進程使用;不可剝奪 資源申請者不

能強行的從資源佔有者手中奪取資源,資源只能由佔有者自願釋放;請求又保持 一個進程在申請新的資源

的同時保持對原有資源的佔有隻有這樣才是動態申請,動態分配;循環等待(子環)存在一個進程等待隊


死鎖的解除:重新啟動;撤消進程;剝奪資源;進程回退

作業級介面程序級介面
作業:用戶在一次計算過程中,或者一次事務處理過程中,要求計算機系統所做工作的總稱
作業步:一個作業可劃分成若幹部分,稱為一個作業步
典型的作業控制過程: 編譯、連接裝配、運行
作業控制塊:是批處理作業存在的標志;保存有系統對於作業進行管理所需要的全部信息;位於磁碟區域


一個作業從進入系統到運行結束經歷四個不同的狀態:進入;後備;運行;完成
先來先服務演算法FCFS;最短作業優先演算法SJF;最高響應比優先演算法HRN響應比R = 作業周轉時間 / 作業處

理時間= 1 +(作業等待時間 / 作業處理時間)
圖形用戶介面的技術基礎:高分辯顯示器和滑鼠
消息處理:排隊消息:放到進程(線程)的FIFO消息隊列里;非排隊消息:直接發送到指定窗口的窗口過

程。

存儲管理的目的:充分利用內存,為多道程序並發執行提供存儲基礎;盡可能方便用戶使用;自動裝入用戶程

序;用戶程序中不必考慮硬體細節;系統能夠解決程序空間比實際內存空間大的問題;程序在執行時可以動態

伸縮;內存存取速度快;存儲保護與安全;共享與通信;了解有關資源的使用狀況;實現的性能和代價
存儲管理的任務:內存空間的管理、分配與回收;存儲共享;存儲保護;內存擴充 虛擬存儲技術;地址轉換
頁式存儲管理解決了碎片問題;便於管理
段式存儲管理便於動態申請內存;管理和使用統一化;便於共享;便於動態鏈接
覆蓋:一個作業的若干程序段,或幾個作業的某些部分共享某一個存儲空間
為什麼引入交換技術:當內存空間緊張時,系統將內存中某些進程暫時移到外存,把外存中某些進程換進內

存,占據前者所佔用的區域,這種技術是進程在內存與外存之間的動態調度
與覆蓋技術相比,交換技術不要求用戶給出程序段之間的邏輯覆蓋結構;而且,交換發生在進程或作業之

間,而覆蓋發生在同一進程或作業內。此外,覆蓋只能覆蓋那些與覆蓋段無關的程序段

I/O軟體的基本思想是按分層的思想構成,較低層軟體要使較高層軟體獨立於硬體的特性,較高層軟體則

要向用戶提供一個友好的、清晰的、簡單的、功能更強的介面
通道技術:通道是獨立於CPU的專門負責數據輸入/輸出傳輸工作的處理機,對外部設備實現統一管理,代替

CPU對輸入/輸出操作進行控制,從而使輸入,輸出操作可與CPU並行操作。

文件:一組帶標識的在邏輯上有完整意義的信息項的序列,這個標識為文件名
文件系統:是操作系統中統一管理信息資源的一種軟體,管理文件的存儲、檢索、更新,提供安全可靠的共

享和保護手段,並且方便用戶使用
文件的分類:按文件性質和用途分類系統文件用戶文件庫文件;按信息保存期限分類臨時文件永久文件檔案文

件;按文件的保護方式分類只讀文件讀寫文件可執行文件;按文件的邏輯結構分類流式文件記錄式文件;按文

件的物理結構分類順序(連續)文件鏈接文件索引文件;UNIX系統將文件分為三類普通文件;目錄文件;特

殊文件

文件系統的實現:內存中所需的表目:系統打開文件表 用戶打開文件表 用戶打開文件表與系統打開文件表

之間的關系;外存空間管理:空閑塊表 空閑塊鏈表
文件系統的安全性:數據丟失災難硬體或軟體故障人的失誤;入侵者
安全性的設計原則:系統設計必須公開;預設屬性應該不可訪問;檢查當前許可權;給每個進程賦予一個最

小的可能許可權;保護機制應簡單一致,嵌入到系統底層;採取的方案必須可接受

⑺ 操作系統的頁式地址轉換、段式地址轉換、靜態重定位、動態重定位的大致原理

頁式地址轉換:用戶作業的地址空間被分割成若干大小相等的區域,稱作頁或頁面。相應的,將內存的存儲空間也分為也頁大小 相等的 區域,稱作塊(Page Frame)。在作業分配存儲空間時,總是以塊為單位分配,簡單說就是將任意頁分配到任意塊中。(注意:作業調度時必須一次將全部頁一次調度,故內存中塊不足時等待)
段式地址轉換:簡單與頁式相區別在於段式按照邏輯關系將作業進行分段,使每一段邏輯關系完整,不會像頁式那樣,可能由於頁面大小固定的原因,使一個作業被分成兩半、多半。段式中,每段被分配一個連續的存儲空間,各段之間是獨立的,每段均有自己的地址。
靜態重定位:在裝入作業時,將作業中指令地址和數據地址全部轉換為物理地址。
動態重定位:在裝入作業時不進行轉換,而是在執行過程中將每一條指令都由硬體的地址轉換機構轉換成絕對地址。

⑻ 簡述段式存儲管理技術和頁式存儲管理技術的不同之處

存儲管理的基本原理

內存管理方法

內存管理主要包括內存分配和回收、地址變換、內存擴充、內存共享和保護等功能。

下面主要介紹連續分配存儲管理、覆蓋與交換技術以及頁式與段式存儲管理等基本概念和原理。

1.連續分配存儲管理方式

連續分配是指為一個用戶程序分配連續的內存空間。連續分配有單一連續存儲管理和分區式儲管理兩種方式。

(1)單一連續存儲管理

在這種管理方式 中,內存被分為兩個區域:系統區和用戶區。應用程序裝入到用戶區,可使用用戶區全部空間。其特點是,最簡單,適用於單用戶、單任務的操作系統。CP/M和 DOS 2.0以下就是採用此種方式。這種方式的最

⑼ 頁式存儲管理和段式存儲管理的區別是什麼

內存管理主要包括內存分配和回收、地址變換、內存擴充、內存共享和保護等功能。

下面主要介紹連續分配存儲管理、覆蓋與交換技術以及頁式與段式存儲管理等基本概念和原理。

1.連續分配存儲管理方式

連續分配是指為一個用戶程序分配連續的內存空間。連續分配有單一連續存儲管理和分區式儲管理兩種方式。

(1)單一連續存儲管理

在這種管理方式 中,內存被分為兩個區域:系統區和用戶區。應用程序裝入到用戶區,可使用用戶區全部空間。其特點是,最簡單,適用於單用戶、單任務的操作系統。CP/M和 DOS 2.0以下就是採用此種方式。這種方式的最