《现代操作系统》第三章：内存管理与算法分析

本资源是一份关于现代操作系统理论的详细解析，特别是围绕操作系统中的内存管理展开讨论。以下是部分内容的详细解读： 1. 缺陷分析：IBM360设计中，使用4位密钥对2KB大小的内存块进行加锁，虽然可以快速访问，但其主要缺点包括：（a）密钥位数限制，导致能同时锁定的进程数量仅为16个，限制了系统的并发能力；（b）密钥依赖于PSW，意味着每次内存访问都会进行比较，这会增加CPU的负担，降低系统性能；（c）需要专用硬件支持，增加了硬件成本和复杂性。 2. 基址和界限寄存器的关系：图3-3中，基址和界限寄存器含有相同值16384可能只是巧合，因为在一般情况下，基地址寄存器储存的是进程的起始内存地址，而界限寄存器则记录存储区的大小，两者并不总是相等。这种巧合可能是特定场景下的特例，通常情况下，这两个寄存器的值是独立设置的。 3. 交换系统性能计算：紧缩128MB内存涉及所有空闲区的合并，由于假设读写32位字需要10ns，对128MB进行操作需要考虑所有字节的读写，即2^27个字，所以时间大约是22.5ns/字 * 2^27 ≈ 671毫秒。这是一个理想化的估算，实际时间会因具体实现细节和硬件性能差异而有所不同。 4. 适应算法：在内存分配问题中，首次适配、最佳适配、最差适配和下次适配算法各有其选择策略。首次适配选择最大的空闲区，最佳适配寻找剩余空间中最小的连续区域，最差适配则是最大的连续区域，而下次适配是在首次适配后找到的第一个空闲区。根据给出的空闲区大小，各个算法的选择会如上述所述。 5. 物理地址与虚拟地址的区别：物理地址是计算机硬件直接寻址的实际内存位置，它是固定的，受限于硬件内存容量。虚拟地址则是进程看到的地址空间，可以比实际内存大得多，比如32位机器可以生成4GB的虚拟地址，即使物理内存不足。虚拟地址的映射是由操作系统进行的，提供了一种抽象和扩展内存空间的机制。 6. 虚拟地址的页号和偏移量计算：对于给出的虚拟地址，如20000和32768，转换成二进制后，需要确定页大小（4KB或8KB）来计算相应的页号和偏移量。例如，对于4KB页面，地址20000对应的页号和偏移量分别为第5页和0，而对于8KB页面，同样的地址可能会有不同的拆分。 通过这些题目，我们可以深入理解内存管理的关键概念，包括内存保护、内存分配算法、虚拟地址空间管理和性能优化等方面。这对于理解和实践操作系统设计至关重要。