简述对换与虚拟存储器中使用的调入/调出技术有何异同之处

在换页机制中，当程序需要访问一个不在内存中的页面时，就会触发调入操作，将该页面从磁盘读入内存；当内存中的页面被修改后，需要腾出空间时，就会触发调出操作，将该页面写回磁盘。而在虚拟存储器中，当程序需要访问一个不在内存中的虚拟地址时，就会触发缺页中断，将缺失的页面调入内存，此时如果内存中没有足够的空间，就需要将一部分页面调出到磁盘上。

因此，二者的调入/调出操作都是将页面从磁盘读入内存或从内存写回磁盘，但在虚拟存储器中需要通过缺页中断机制来触发调入操作，而在换页机制中需要通过页面置换算法来触发调出操作。另外，虚拟存储器中的调入/调出操作是由操作系统自动完成的，而换页机制中则需要由程序员手动实现。

相关问题

三、问答题（每题5分，共20 分） 1、若系统中既没有运行态进程，又没有就绪进程，系统中是否就没有进程？为什么？ 2、简述对换与虚拟存储器中使用的调入/调出技术有何异同之处？ 3、简述文件的外存分配中，链接分配和索引分配各自的优缺点。 4、简述设备分配的安全性。

1、即使系统中没有运行态进程和就绪进程，也不代表系统中没有进程。操作系统仍然需要维护一些系统进程，如内核进程和守护进程等，以便完成系统的一些基本操作和服务。

2、对换和虚拟存储器中使用的调入/调出技术都是为了优化内存利用和进程执行效率而设计的，但它们之间有一些异同之处。

对换是将进程从主存中换出，存储到外存中，以腾出主存空间给其他进程使用。而虚拟存储器是将进程的一部分存储在主存中，另一部分存储在外存中，以扩大主存的容量，提高进程执行效率。

调入/调出是对换和虚拟存储器中的进程进行管理的方法之一。对于对换，调入是将进程从外存中装入到主存中，调出是将进程从主存中换出到外存中。而对于虚拟存储器，调入是将进程的虚拟地址映射到实际物理地址上，调出是将进程的物理地址映射回虚拟地址上。

3、文件的外存分配中，链接分配和索引分配各自有优缺点。

链接分配是将文件的数据块链接起来，形成一个链表结构。其优点是实现简单，对于顺序读写文件较为适用，但缺点是存在外部碎片和数据块访问效率低下的问题。

索引分配是将文件的数据块按照一定的顺序存储在外存中，并建立一个索引表，以记录数据块在外存中的位置。其优点是访问效率高，支持随机读写文件，但缺点是索引表需要占用额外的存储空间，且在文件较大时索引表可能难以维护。

4、设备分配的安全性是指操作系统对设备的分配应该保证资源的合理利用和系统的稳定性。具体来说，设备分配需要考虑以下几个方面：

（1）互斥性：同一时刻只允许一个进程访问某个设备，避免多个进程同时访问造成混乱。

（2）死锁避免：避免出现进程之间相互等待对方释放资源的情况，导致系统进入死锁状态。

（3）公平性：应该合理分配设备资源，避免某些进程长时间占用设备，导致其他进程无法获得资源。

（4）可撤销性：当进程请求设备失败时，应该能够撤销分配的设备，避免资源浪费。

请简述高速缓冲存储器技术和虚拟存储器技术。计算机系统中采用这两种技术的根本目的是什么？这两种技术有什么相同点？ ‏

高速缓存存储器技术是一种常见的计算机存储器层次结构，它通过在CPU和主存储器之间插入一个快速的缓存存储器，来提高计算机系统的性能。缓存存储器通常采用SRAM（静态随机存储器）来实现，速度比DRAM（动态随机存储器）快得多。当CPU需要数据时，先在缓存存储器中查找，如果找到了则直接返回给CPU，否则再从主存储器中读取并存储到缓存存储器中，以便下一次访问时能够更快地获取到。

虚拟存储器技术是一种将主存储器和磁盘存储器组合起来使用的技术。它可以将主存储器看做是一块逻辑地址空间，而实际上该地址空间只是虚拟的，实际的物理存储器可能比逻辑地址空间小得多。当程序需要访问某个逻辑地址时，操作系统会将该地址转换为物理地址，如果该地址对应的数据在主存储器中，则直接返回给程序，否则将主存储器中一部分数据存储到磁盘存储器中，以便空出更多的空间存储新的数据。

这两种技术的根本目的都是提高计算机系统的性能。高速缓存存储器技术可以减少CPU等待主存储器的时间，从而加快计算机系统的运行速度；虚拟存储器技术可以扩大主存储器的容量，从而使得更多的程序能够运行在计算机系统中。

这两种技术的相同点是都采用了层次化的存储器结构，将快速的存储器与容量大的存储器相结合，以达到提高计算机系统性能的目的。同时，它们也都需要进行地址转换，将逻辑地址转换为物理地址。