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操作系统段式存储的概念

发布时间: 2022-05-05 19:56:52

⑴ *操作系统的存储管理的主要内容是什么

存储管理即是对主存的管理,它是操作系统的重要功能之一。主存储器是计算机系统中的一种宝贵资源,对主存的管理和有效使用是操作系统中十分重要的内容。为了便于对主存进行有效的管理,应该将主存分成若干个区域,以便同时存放多个用户程序和系统软件。因此,存储管理应具有如下功能:主存的分配和回收、提高主存的利用率、“扩充”主存容量和存储保护。存储分配主要解决多道作业之间划分主存空间的问题,存储分配有三种主要方式:直接分配方式、静态分配方式和动态分配方式。绝大多数计算机系统都采用静态分配方式或动态分配方式。为了实现静态和动态两种存储分配策略,需要采用将逻辑地址与物理地址分开,并对逻辑地址实施地址重定位技术。所谓重定位是由于一个作业装入到与其地址空间不一致的存储空间时所引起的有关地址调整过程,实质上,这是一个地址变换过程,地址变换也称为地址映射。根据地址变换进行的时间及采用的技术手段不同,可以把重定位分为两类:静态重定位和动态重定位。所谓静态重定位是在程序运行之前,由链接装配程序进行的重定位。静态重定位的特点是无需增加硬件地址变换机构,但要求为每个程序分配一个连续的存储区,且在程序执行期间不能移动,故难于做到程序和数据的共享;动态重定位是在程序的执行过程中,每当访问到指令或数据时,将要访问的程序或数据的逻辑地址转换成物理地址。动态重定位的实现需要依靠硬件地址变换机构。最简单的实现方法是利用一个重定位寄存器。动态重定位的特点是需要附加硬件的支持,优点是可以将程序分配到不连续的存储区中,在程序运行之前可以只装入部分代码即可运行,然后在程序运行期间,根据需要动态地申请分配内存,所以,便以程序段的共享,并且可向用户提供一个比主存的存储空间大得多的地址空间,该地址空间也称为虚拟存储器。

⑵ 在页式存储管理系统中,当访问主存中的一条指令或数据时,需要访问多少次主存段式存储呢

1)页式存储管理中,访问指令或数据时,首先要访问内存中的页表,查找到指令或数据所在页面对应的页表项,然后再根据页表项查找访问指令或数据所在的内存页面。需要访问内存两次。
段式存储管理同理,需要访问内存两次。
段页式存储管理,首先要访问内存中的段表,然后再访问内存中的页表,最后访问指令或数据所在的内存页面。需要访问内存三次。
对于比较复杂的情况,如多级页表,若页表划分为N级,则需要访问内存N+1次。若系统中有快表,则在快表命中时,只需要一次访问内存即可。

⑶ 页式存储管理和段式存储管理的区别

段式与页式存储管理的比较如下表所示。

段式
页式

分段由用户设计划分,每段对应一个相应的的程序模块,有完整的逻辑意义。
分页用户看不见,由操作系统为内存管理划分。

段面是信息的逻辑单位
页面是信息的物理单位

便于段的共享,执行时按需动态链接装入。
页一般不能共享

段长不等,可动态增长,有利于新数据增长。
页面大小相同,位置不能动态增长。

二维地址空间:段名、段中地址;段号、段内单元号
一维地址空间

管理形式上象页式,但概念不同
往往需要多次缺页中断才能把所需信息完整地调入内存

实现页(段)的共享是指某些作业的逻辑页号(段号)对应同一物理页号(内存中该段的起始地址)。页(段)的保护往往需要对共享的页面(段)加上某种访问权限的限制,如不能修改等;或设置地址越界检查,对于页内地址(段内地址)大于页长(段长)的存取,产生保护中断。

⑷ 计算机操作系统 段页式存储管理

计算机考试分四个等级,一级主要是计算机基础知识的运用,分为一级B、一级MS Office,一级WPS Office,二级主要是程序设计或数据库的基础,分为二级C、C++、JAVA、VB、VF 、ACCESS等,三级分三级数据库,三级网络技术,三级PC技术,

⑸ 操作系统中什么是段,大页,小页和微页

分段和分页是内存管理方式,分段是指把内存分成大小相等的页,这样在存储的时候寻找未被使用的页,一段程序可以实现跨页存储,可以大大提高内存利用效率,减少内存碎片,为了管理内存中的页,知道哪些页已经分配,哪些未被分配,必须有一个页表以备查询,就像一本书的目录一样。段也是同样的道理,只不过段比页大,所以段管理碎片比页要多,现在操作系统通常是段页结合,内存分段,段内分页,可结合二者优点,所谓段表页 ,应该是段表所在页,通常页表要比段表庞大的多。

⑹ 操作系统相关概念

操作系统的概念:是叠加在硬件上的第一层软件,是其他软件和硬件之间的接口有效地管理计算机的软硬件

资源,合理地组织计算机的工作流程,方便用户利用这些资源集合
操作系统的特征:进程/线程执行的并发性;资源的使用共享性;设备的虚拟性;进程的异步(随机)性;

不确定性(可能不再现性)
历史上的操作系统CTSS;UNIX类、Linux;Windows;Macintosh;VxWorks
操作系统的分类:批处理操作系统;分时系统;实时操作系统;个人计算机操作系统;网络操作系统;分

布式操作系统;嵌入式操作系统
顺序环境:计算机系统中 只有一个程序在运行该程序独占系统中所有资源其执行不受外界影响
进程:进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的独

立单位
进程的特征:并发性动态性独立性交互性异步性结构性
临界资源: 系统中某些资源一次只允许一个进程使用,称这样的资源为临界资源或互斥资源或共享变量
P(s)该进程状态置为等待状态将该进程的PCB插入相应的等待队列末尾
V(s)唤醒相应等待队列中等待的一个进程 改变其状态为就绪态,并将其插入就绪队列

管程:指关于共享资源的数据及在其上操作的一组过程或共享数据结构及其规定的所有操作
要素:管程中的共享变量在管程外部是不可见的,外部只能通过调用管程中所说明的外部过程(函数)来

间接地访问管程中的共享变量;为了保证管程共享变量的数据完整性,规定管程互斥进入;管程通常是用

来管理资源的,因而在管程中应当设有进程等待队以及相应的等待及唤醒操作
管程和进程的异同点:(1)设置进程和管程的目的不同(2)系统管理数据结构进程:PCB 管程:等待队

列(3)管程被进程调用(4)管程是操作系统的固有成分,无创建和撤消

cpu调度方式:抢占式/非抢占式
可剥夺式(可抢占式 当有比正在运行的进程优先级更高的进程就绪时,系统可强行剥夺正在运行进程的

CPU,提供给具有更高优先级的进程使用
不可剥夺式(不可抢占式 某一进程被调度运行后,除非由于它自身的原因不能运行,否则一直运行下去
常用算法
FIFO,SPF(改进得最短剩余时间优先SRT),优先级,时间片轮转,高响应比优先、Unix的多级队列反馈

死锁:一组进程中,每个进程都无限等待被该组进程中另一进程所占有的,因而永远无法得到的资源,这

种现象称为进程死锁,这一组进程就称为死锁进程
产生死锁的四个必要条件:互斥(资源独占)一个资源每次只能给一个进程使用;不可剥夺 资源申请者不

能强行的从资源占有者手中夺取资源,资源只能由占有者自愿释放;请求又保持 一个进程在申请新的资源

的同时保持对原有资源的占有只有这样才是动态申请,动态分配;循环等待(子环)存在一个进程等待队


死锁的解除:重新启动;撤消进程;剥夺资源;进程回退

作业级接口程序级接口
作业:用户在一次计算过程中,或者一次事务处理过程中,要求计算机系统所做工作的总称
作业步:一个作业可划分成若干部分,称为一个作业步
典型的作业控制过程: 编译、连接装配、运行
作业控制块:是批处理作业存在的标志;保存有系统对于作业进行管理所需要的全部信息;位于磁盘区域


一个作业从进入系统到运行结束经历四个不同的状态:进入;后备;运行;完成
先来先服务算法FCFS;最短作业优先算法SJF;最高响应比优先算法HRN响应比R = 作业周转时间 / 作业处

理时间= 1 +(作业等待时间 / 作业处理时间)
图形用户接口的技术基础:高分辩显示器和鼠标
消息处理:排队消息:放到进程(线程)的FIFO消息队列里;非排队消息:直接发送到指定窗口的窗口过

程。

存储管理的目的:充分利用内存,为多道程序并发执行提供存储基础;尽可能方便用户使用;自动装入用户程

序;用户程序中不必考虑硬件细节;系统能够解决程序空间比实际内存空间大的问题;程序在执行时可以动态

伸缩;内存存取速度快;存储保护与安全;共享与通信;了解有关资源的使用状况;实现的性能和代价
存储管理的任务:内存空间的管理、分配与回收;存储共享;存储保护;内存扩充 虚拟存储技术;地址转换
页式存储管理解决了碎片问题;便于管理
段式存储管理便于动态申请内存;管理和使用统一化;便于共享;便于动态链接
覆盖:一个作业的若干程序段,或几个作业的某些部分共享某一个存储空间
为什么引入交换技术:当内存空间紧张时,系统将内存中某些进程暂时移到外存,把外存中某些进程换进内

存,占据前者所占用的区域,这种技术是进程在内存与外存之间的动态调度
与覆盖技术相比,交换技术不要求用户给出程序段之间的逻辑覆盖结构;而且,交换发生在进程或作业之

间,而覆盖发生在同一进程或作业内。此外,覆盖只能覆盖那些与覆盖段无关的程序段

I/O软件的基本思想是按分层的思想构成,较低层软件要使较高层软件独立于硬件的特性,较高层软件则

要向用户提供一个友好的、清晰的、简单的、功能更强的接口
通道技术:通道是独立于CPU的专门负责数据输入/输出传输工作的处理机,对外部设备实现统一管理,代替

CPU对输入/输出操作进行控制,从而使输入,输出操作可与CPU并行操作。

文件:一组带标识的在逻辑上有完整意义的信息项的序列,这个标识为文件名
文件系统:是操作系统中统一管理信息资源的一种软件,管理文件的存储、检索、更新,提供安全可靠的共

享和保护手段,并且方便用户使用
文件的分类:按文件性质和用途分类系统文件用户文件库文件;按信息保存期限分类临时文件永久文件档案文

件;按文件的保护方式分类只读文件读写文件可执行文件;按文件的逻辑结构分类流式文件记录式文件;按文

件的物理结构分类顺序(连续)文件链接文件索引文件;UNIX系统将文件分为三类普通文件;目录文件;特

殊文件

文件系统的实现:内存中所需的表目:系统打开文件表 用户打开文件表 用户打开文件表与系统打开文件表

之间的关系;外存空间管理:空闲块表 空闲块链表
文件系统的安全性:数据丢失灾难硬件或软件故障人的失误;入侵者
安全性的设计原则:系统设计必须公开;缺省属性应该不可访问;检查当前权限;给每个进程赋予一个最

小的可能权限;保护机制应简单一致,嵌入到系统底层;采取的方案必须可接受

⑺ 操作系统的页式地址转换、段式地址转换、静态重定位、动态重定位的大致原理

页式地址转换:用户作业的地址空间被分割成若干大小相等的区域,称作页或页面。相应的,将内存的存储空间也分为也页大小 相等的 区域,称作块(Page Frame)。在作业分配存储空间时,总是以块为单位分配,简单说就是将任意页分配到任意块中。(注意:作业调度时必须一次将全部页一次调度,故内存中块不足时等待)
段式地址转换:简单与页式相区别在于段式按照逻辑关系将作业进行分段,使每一段逻辑关系完整,不会像页式那样,可能由于页面大小固定的原因,使一个作业被分成两半、多半。段式中,每段被分配一个连续的存储空间,各段之间是独立的,每段均有自己的地址。
静态重定位:在装入作业时,将作业中指令地址和数据地址全部转换为物理地址。
动态重定位:在装入作业时不进行转换,而是在执行过程中将每一条指令都由硬件的地址转换机构转换成绝对地址。

⑻ 简述段式存储管理技术和页式存储管理技术的不同之处

存储管理的基本原理

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

⑼ 页式存储管理和段式存储管理的区别是什么

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