操作系统存储管理习题解析

"个人-计算机操作系统第四章.docx 操作系统习题，涵盖存储器管理相关的知识点，包括不同存储管理方案、分区分配算法、页表机制、地址转换、段式存储管理和分段页式管理等" 操作系统是计算机系统的核心部分，负责管理硬件资源和软件环境。在本章中，主要探讨了存储器管理，这是操作系统的关键任务之一，它确保多个程序能够有效地共享和使用有限的内存资源。 1. 存储管理方案：题目涉及单一连续区分配、固定式分区分配、可变式分区分配和段页式存储管理。单一连续区分配不适应于多道程序设计，因为它无法有效地处理内存碎片。固定式分区分配将内存划分为固定大小的区域，适用于简单的系统。可变式分区分配更灵活，可根据进程需求分配内存。段页式存储管理结合了段式和页式管理的优点，既能支持模块化编程又能实现内存保护。 2. 界地址寄存器：在可变分区存储管理中，一对界地址寄存器用于地址映射和内存保护，其中基址寄存器作为地址映射使用，长度寄存器记录分区的大小，防止进程越界。 3. 可重入码：如果一个程序被多个进程共享，程序代码必须是可重入的，意味着代码在执行过程中不能被修改，以避免并发执行时的数据冲突。 4. 分区分配算法：动态分区系统中，空闲块的分配策略有首次适应、最佳适应、最差适应和下次适应。根据题目描述，分配了最大空闲块，这符合最差适应算法的特征。 5. 拼接技术：在分区存储管理中，拼接技术有助于集中空闲区，减少内存碎片，但并不能增加主存容量或缩短访问周期。 6. 多级页表：64位地址空间，页大小4KB，每个页表项4B，需要至少6级页表来覆盖整个地址空间，这是因为页内偏移量为12位，剩下的52位需要通过页表来映射。 7. 逻辑地址到物理地址转换：在一页式存储管理系统中，逻辑地址由页号和页内地址组成。给定页号2和页内地址451，转换后的物理地址是8192（页号乘以页大小）加上页内地址。 8. 段式存储管理：地址用32位表示，其中20位表示段号，每段的最大长度是2^12字节（2的12次方），即2MB。 9. 一段式存储管理：逻辑地址（2,158）转换成物理地址需要查看段表，根据段表信息计算物理地址。 10. 分段管理特性：分段管理以段为单位分配内存，段与段之间可以不连续，每段长度不一定相同。 11. 段页式管理访问次数：在这种管理方式下，取数据时需要先访问页表（可能在内存或CPU高速缓存中）获取物理页号，然后访问实际内存，所以通常需要访问两次内存。 12. 分页系统内存访问：当页表在内存中时，取一条指令可能需要访问内存两次，一次是读取指令，一次是根据页表获取指令的实际位置。 这些习题涵盖了操作系统存储管理中的核心概念，包括内存分配策略、地址转换、页表机制以及段式和分页式存储管理的细节。理解和掌握这些知识点对于深入理解操作系统的工作原理至关重要。