操作系统问答：页式与段式存储管理的共享程序比较

"该资源是一份关于操作系统的辅导材料，主要涵盖了操作系统的目标、作用、模型以及操作系统在存储管理、用户接口、系统调用、资源管理等方面的知识。在问答题部分，提到了页式和段式存储管理在程序共享时的不同要求。" 在操作系统中，存储管理是一个关键的组成部分，它直接影响到系统的效率和用户体验。在页式存储管理中，程序共享涉及到页表的使用。页表是操作系统维护的一个数据结构，用于映射虚拟地址到物理地址。当多个进程需要共享同一段代码（例如，库函数）时，它们会拥有相同的页号，因为这些共享页面在内存中的位置是固定的。如果页号不同，每个进程都需要有自己的副本，这将浪费宝贵的内存资源。因此，在页式存储管理中，为了实现程序共享，必须确保进程间有相同的页号，以便指向同一物理内存中的共享内容。 相比之下，段式存储管理允许更大的灵活性。在段式系统中，每个程序可以被划分为多个逻辑段，如代码段、数据段和堆栈段。共享段的标识是通过段号和段内偏移量来确定的。共享段的段号并不一定需要相同，关键在于各个进程指向的是相同的物理段地址。不同的进程可以有不同编号的段来引用同一段物理内存，只要它们的段选择符（通常包括段号和段描述符）指向相同的内存区域即可。这样，系统可以在不增加内存开销的情况下支持共享。 操作系统的目标是提高用户便利性、系统效率、可扩展性和开放性。为了达到这些目标，操作系统提供了用户接口，如字符命令、菜单命令和图形用户界面（GUI），以及系统调用接口（API）。用户接口使得用户能够通过简单的命令与计算机交互，而系统调用接口则供应用程序调用操作系统服务，如处理机管理（CPU调度）、存储器管理（内存分配与回收）、I/O设备管理和文件管理。 在历史发展中，操作系统经历了从无操作系统的人工操作方式，到脱机输入输出，再到批处理系统（如单道批处理系统）的演变。单道批处理系统减少了人工操作，但缺乏交互性，平均周转时间较长。随着技术的进步，多道批处理系统、分时系统、实时系统和现代的多任务操作系统相继出现，提供了更高的资源利用率和用户交互性。 操作系统在实现程序共享、资源管理、提供用户接口和系统调用以及提升计算效率方面起着至关重要的作用。这份辅导材料对于理解和掌握操作系统的基本概念和原理非常有帮助。