操作系统复习：存储器管理与磁盘调度

"操作系统复习资料，涉及磁盘读写臂调度算法和地址映射与转换，适合期末复习。主要内容包括FCFS、SSTF、SCAN、LOOK四种磁盘调度算法以及虚地址与实地址的地址转换机制。" 在操作系统中，磁盘读写臂调度算法是用于管理磁盘I/O操作的关键部分，它决定了磁头如何在磁道之间移动以服务不同的请求。以下是四种常见的磁盘调度算法： 1. 先来先服务(FCFS, First-Come, First-Served)：这是一种简单直观的策略，按照请求的先后顺序服务。尽管它公平，但可能会导致长时间等待的请求得不到及时处理，从而影响整体效率。 2. 最短寻道时间优先(SSTF, Shortest Seek Time First)：SSTF算法选择离当前磁头位置最近的请求进行服务，以最小化平均寻道时间。然而，这种算法可能导致饥饿现象，即某些远距离的请求可能一直得不到响应。 3. 扫描(SCAN)：SCAN算法将磁头从一端移动到另一端，服务沿途的所有请求，然后返回，继续在另一个方向上服务请求。这样可以减少平均等待时间，但可能导致某些请求等待整个扫描周期。 4. LOOK：LOOK算法类似于SCAN，不同之处在于它在完成一个方向的扫描后，立即返回原点，而不是反向扫描。这可以进一步减少等待时间，但增加了磁头移动的次数。 地址映射与转换是操作系统内存管理的另一重要方面。在计算机中，程序使用的地址称为虚地址，而实际物理内存中的地址称为实地址。虚地址与实地址之间的转换是通过地址转换机制实现的，确保程序能在虚拟地址空间中运行，而无需关心物理内存的具体布局。 - 虚地址与实地址：虚地址是程序在执行时使用的逻辑地址，它提供了更大的地址空间和隔离。而实地址则是内存芯片上的物理地址。地址转换允许程序在独立于物理内存的情况下运行。 地址转换通常通过页表或段表来实现。例如，在页式虚拟存储系统中，每个虚地址由页号和页内偏移组成。页表是一个映射结构，其中页号与实页面相对应，而页内偏移则直接应用于实页面。 - 位图法：位图法是一种记录内存分配状态的有效方法，每个二进制位对应一个分配单位，用于标识该单位是否被占用。虽然位图法对于小规模内存分配效率较高，但在寻找连续空闲空间时可能耗时。 - 链表法：链表法通过链表节点存储已分配和未分配的内存段信息，方便查找和管理。链表按地址顺序排列，使得插入和删除操作直观高效。 这些内存管理和磁盘调度的知识对于理解操作系统的内部工作至关重要，是操作系统期末复习的重点内容。通过深入学习这些概念，学生能够更好地掌握操作系统的核心机制，并为考试做好准备。