操作系统复习：页面变换表PMT与存储管理

"页面变换表PMT是操作系统中用于管理内存的一种数据结构，它与作业表JT和存储分块表MBT一起工作，实现分页存储管理。操作系统在内存管理方面扮演着关键角色，包括处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理以及提供用户接口。此外，操作系统还具有并发性、共享性、虚拟性和不确定性的特征，并通过多道程序设计实现宏观上的并行。根据功能和应用场景，操作系统可划分为批处理、分时、实时、嵌入式、个人计算机、网络和分布式操作系统等类型。操作系统运行依赖于硬件环境，如CPU、存储系统、中断机制等，并需要区分特权指令和非特权指令，以及管理CPU在管态和目态之间的转换。" 在分页存储管理中，页面变换表PMT（Page Mapping Table）用于映射进程的逻辑页号到实际的内存块号。每个进程都有一个独立的页表，其中记录了逻辑页号与物理块号的对应关系。此外，系统还维护了作业表JT，它保存了进程页表的起始位置、长度和状态等信息，以及存储分块表MBT，用于跟踪主存中各块的分配情况。这些数据结构共同协作，确保进程能够正确地访问其在内存中的数据。 操作系统作为计算机系统的核心，负责管理和控制硬件资源，比如CPU、内存和外设，同时协调多个并发执行的任务，提供一个高效且用户友好的环境。操作系统通过权限机制来区分特权指令和非特权指令，以保护系统的关键操作不被非法用户程序篡改。在CPU状态管理中，存在两种状态——管态（特权态）和目态（用户态），前者允许执行特权指令，而后者则限制了对这些指令的访问。在从目态到管态的转换中，通常只能通过中断机制进行；而从管态返回目态，则通常需要修改程序状态字。 操作系统提供了多种服务，如处理机调度，内存分配策略（如最佳适配、最差适配、首次适配等），设备分配，以及文件系统管理。在内存管理中，界地址寄存器（也称界限寄存器）和存储键等硬件机制有助于实现存储保护，防止进程越界访问内存，确保系统稳定性和安全性。 在多道程序设计中，多个进程可以并发执行，尽管在微观层面上仍然是串行的。这种设计提高了系统资源的利用率，但同时也引入了不确定性，因为操作系统必须根据各种因素（如进程优先级、等待时间等）做出调度决策。操作系统的发展和演变已经涵盖了各种类型的系统，从传统的批处理和分时系统到现代的网络和分布式操作系统，满足不同场景的需求。