没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
首页2021春OS复习:分时系统与实时系统详解
2021春OS复习:分时系统与实时系统详解
需积分: 0 0 下载量 90 浏览量
更新于2024-06-30
收藏 8.05MB DOCX 举报
操作系统是计算机系统的核心组成部分,本文档聚焦于2021春季学期关于操作系统的学习资料,特别是分时系统和实时系统的特性及区别。分时系统,也称为交互式系统,其设计要点在于提供即时响应和用户体验,每个用户在使用时感觉自己独享计算机资源,例如在多用户环境中,每个用户能获得一定的时间片进行操作。系统设计时需考虑的重要因素包括交互性和快速的响应时间,以确保用户能够及时得到反馈。 实时系统则对响应时间有着更为严苛的要求,通常以秒、毫秒甚至微秒级别衡量,这取决于系统的特定应用,如实时控制系统对响应时间的要求可能基于控制对象的精确需求。实时系统通常用于专用场景,如工业自动化、航空导航等,它们强调的是高安全性,系统的稳定性和可靠性是关键特性。与分时系统不同,实时系统通常不支持用户的即时交互,用户不能随意编写或修改程序,而是作为执行特定任务的工具。 文档中的例题涵盖了操作系统历史、进程调度、系统特征分析以及实时和分时系统之间的对比,如多个程序如何在共享硬件资源(如CPU)下协调运行,以及实时系统如何在极短的时间内完成任务。这些知识点对于理解和设计高效、可靠的计算机系统至关重要。 学习者可以通过这份资料复习操作系统的基本概念,了解批处理系统与分时系统的差异,以及如何设计满足特定需求的实时系统。这份复习材料对于准备期中考试、期末考试或者系统设计项目的学生来说,都是非常有价值的参考资料。
资源详情
资源推荐
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/86372469/bgd.jpg)
(三)页式存储管理
页:在分页存储管理系统中,把每个作业的地址空间分成一些大小相等的片,
称之为页面(Page)或页,各页从 0 开始编号。
存储块:在分页存储管理系统中,把主存的存储空间也分成与页面相同大小的
片,这些片称为存储块,或称为页框(Frame),同样从 0 开始编号。
页表:为了便于在内存找到进程的每个页面所对应块,分页系统中为每个进程
配置一张页表,进程逻辑地址空间中的每一页,在页表中都对应有一个页表
项。
如下图所示,每个进程以为自己在使用某个“页”,实际上,通过页表的转换,
使用的页会被映射到“(页)框”上。
关于页表还有一个误区,就是认为页表既存储了虚拟的地址,也存储了物理的
地址,然后给一个虚拟地址,就在页表里头遍历,找到对应的物理地址。实际
上,页表的“index”就是虚拟地址,给定一个虚拟地址,只用知道其对应的
“index”,如 0,1,2,……,就可以直接找到对应 entry,然后看到物理地
址。
自己总结下页目录自映射的问题。首先要明确,整个页表(含页目录),大小为
4MB,页目录的大小为 4KB。整个页表共 1M 个 Entry,页目录共 1K 个
Entry。
题目经常这么问,已知页表的虚拟地址,求页目录的虚拟地址、求页目录中映
射到页表的 entry 的虚拟地址。
页表的虚拟地址是 4M 对齐的,姑且认为整个 4GB 中,是一个个 4MB 组成的,
页表只是挑了一个 4MB 放进去。
把整个页表视为一个整体,共 1M 个 entry,则一个 entry 映射到 4KB 的空
间。这一个个 entry 从 0x0000_0000 开始映射,一次 4KB 递增,终于,页表
中一个 entry 映射到了页表开始的那 4KB。这个 entry 就是页目录的虚拟起始
地址。
那么,问题就变成了,页表对应的虚拟地址是第几个 4KB?第几个,就是
“index”,
𝑖𝑛𝑑𝑒𝑥
×
𝑠𝑖𝑧𝑒𝑜𝑓
(
𝑒𝑛𝑡𝑟𝑦
)
=
𝑜𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡
𝑣
(
𝑝𝑔𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
)
+
𝑜𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡
=
𝑣
(
𝑝𝑔𝑑𝑖𝑟
)
𝑣
(
𝑝𝑔𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
)
÷
4
𝐾
×
4
+
𝑣
(
𝑝𝑔𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
)
=
𝑣
(
𝑝𝑔𝑑𝑖𝑟
)
𝑝𝑔𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
≫
12
≪
2
+
𝑝𝑔𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
=
𝑝𝑔𝑑𝑖𝑟
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/86372469/bge.jpg)
从页目录的视角看,共 1K 个 entry,每个 entry 映射到 4MB 的空间,假设从
0x0000_0000 开始映射,每次增长 4MB,终于,一个 entry 映射到了页表上,
问题来了,页目录(pgdir)中第几个 entry 映射到了页表(pgtable)?
这个问题等价于 pgtable 是整个内存中第几个 4MB。“第几个”表示的就是
“index”。
𝑖𝑛𝑑𝑒𝑥
=
𝑝𝑔𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
÷
4
𝑀𝐵
𝑜𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡
=
𝑖𝑛𝑑𝑒𝑥
×
𝑠𝑖𝑧𝑒𝑜𝑓
(
𝑒𝑛𝑡𝑟𝑦
)
𝑆𝑒𝑙𝑓𝑀𝑎𝑝𝑝𝑖𝑛𝑔
=
𝑝𝑔𝑑𝑖𝑟
+
𝑜𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡
𝑆𝑒𝑙𝑓
M
𝑎𝑝𝑝𝑖𝑛𝑔
=
(𝑝𝑔𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
+
𝑝𝑔𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
≫
10)
+
(
𝑝𝑔𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
÷
4
𝑀
≪
2)
=
(
𝑝𝑔𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
+
𝑝𝑔𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
≫
10)
+
(
𝑝𝑔𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
≫
20)
pgdir_walk:前提就是我们已经知道了 pgdir 的物理地址,利用逻辑地址和
页表,一同找到真正的物理地址。
虚拟地址分为三段:
P
𝑔𝑑𝑖𝑟𝑂𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡
(
𝑖𝑛𝑑𝑒𝑥
)
|
𝑃𝑔𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
O
𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡
(
𝑖𝑛𝑑𝑒𝑥
)
|
𝑃𝑎𝑔𝑒𝑂𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡
页表中格式:
𝑃ℎ𝑦𝑠𝑖𝑐𝑎𝑙𝐴𝑑𝑑𝑟𝑒𝑠𝑠
|
𝑓𝑙𝑎𝑔
页表中每个 entry 里既有物理地址,也有一些标志位。这些物理地址是对齐
的,不设标志位的话,末尾都是 0,所以可以留有一些标志位。
简单讲一下从虚拟地址定位到物理地址的过程:
前提是我们已经知道了页目录的物理地址,整个虚拟地址里面全部都是偏移,
整个页表里面全部都是物理地址和标志位。
第一步,将虚拟地址写成二进制的形式
第二步,取出前十位,这是页目录的偏移
第三步,根据已知的页目录物理地址+取出来的偏移,确定是哪个 entry,
第四步,查看这个 entry 是否有效,大尾端可以按照正常人逻辑看最后一位
第五步,若有效,这个 entry 标志位全部置 0,就是页表的物理地址,拿出来
第六步,回到第二步,不过这时已知页表的物理地址和页表的偏移,
第七步,取 entry,看标志位,确定最终页框的物理地址
第八步,根据页内偏移确定要哪个 byte,切记这回是直接把后 12 位加到抹零
的地址上,拿的是 byte 而不是再去找 index 了。
1. 判断题(2014 春-期末试卷-二.1|5)
分页存储管理技术,是用于虚存管理的技术,但也可以用于实存管理。()
虚拟存储器的基本思想是把作业地址空间和主存空间视为两个不同的地址
空间,前者称为虚存,后者称为实存。()
答案:×;√
解析:分页存储管理,就是要用页表,用了页表,就说明要建立实存和虚
存之间的映射。
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/86372469/bgf.jpg)
2. 名词解释(2012 春-期末补考试卷-一.2)
快表
答:存在于地址变换机构中的一个由高速寄存器组成的小容量的联想寄存
器,构成的一张表。
3. 填空题(2017 春-期中试卷-X.x)
存储保护有通常两方面的内容,一个是 ,一个是 。
答案:地址保护;权限保护
4. 页式存储中的安全问题(won)
如果普通用户可以自行修改页表,会产生什么问题?
答:页表用于完成地址映射,如果用户可以修改页表,那么该用户就可以
访问任何地址从而产生安全问题。
5. 填空(2017 春-期中试卷-X.x)
对反置页表进行地址变换时,需要使用 和进程 id 去检索。
答案:页面号
解析:物理页号为 index,每个 entry 描述哪个进程(pid)的哪个逻辑
页号被映射到了本物理页。
反置页表很难共享内存。
6. 选择(2020 春-第六次课上测试-10)
下列哪些属于反置页表的优点?
A. 查找页表项的速度快
B. 页表占用的内存空间小
C. 便于进程之间共享数据
答案:B
解析:反置页表的设计也是为了解决页表本身占用内存过大的问题。与传
统页表不同,传统页表是用逻辑页号去找物理页框号,逻辑页一旦过多就
会造成页表占用内存大,而反置页表是用物理页框去找逻辑页号和进程
号,有多少物理页框就需要多少页表项,而物理页框数往往是比较小的
(B 正确)。反置页表的每次检索都检索整张表,查表项的速度并不是其优
势(哈希表和 TLB 可以改善其访问)(A 错误)。反置页表中每个物理页框
只能对应一个进程的一个虚拟页,并不会有利于共享内存(共享内存一般
通过多个虚拟页指向统一物理页来实现)(C 错误)。
转载自:
https://blog.csdn.net/JeremyZhao1998/article/details/104831
640
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/86372469/bg10.jpg)
7. 名词解释(2014 春-期末试卷-一.1|2012 春-期末试卷-三.4)
地址重定位
答:所谓重定位是把作业的地址空间中的相对地址转换成内存空间的物理
地址的调整过程。
在程序实际运行前,由操作系统把程序在内存的开始地址送入重定位寄存
器;在程序运行期间,凡遇到访问内存的操作,就由硬件机制自动把用户
程序的相对地址加上重定位寄存器的内容,相加之和就是实际访问内存的
有效地址。
8. 动态重定位(2017 春-期中试卷-X.x)
动态重定位技术依赖于: 。
答案:重定位寄存器
解析:动态重定位:物理地址+寄存器=虚拟地址
9. 动态重定位(won)
动态重定位便于程序浮动,其实现时采用的硬件机构是重定位寄存器和加
法器。()
答案:√
10.动态重定位(补考)
采用页式存储管理时,重定位的工作是由用户完成的。()
答案:×
11.页表项标志位的作用(2020 春-第七次课上测试-9)
在请求式分页管理中,如果一个页表项的 Valid 标志位是 0,说明:
A. 还未给相应页面分配物理页框
B. 相应页面的内容已经装入内存
C. 访问该页内容时,系统将会产生缺页异常
D. 相应页的内容可能存储在磁盘上
答案:A,C,D
解析:A 和 B 本身就是矛盾的,未分配页框即未装入内存。
12.页式存储的作用(2011 春-期末补考-三.4)
分页存储管理有效解决了什么问题?
答:分页存储管理有效解决了程序离散存放和存储器内碎片的问题,提高
了存储器的利用率。(只要能回答出解决碎片问题,就可以给全部分数,从
别的角度回答,酌情合理给分)
剩余77页未读,继续阅读
![docx](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083331.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/green-success.6a4acb44.png)