现代操作系统第三章：内存管理与交换系统解析

"《现代操作系统第四版》第三章答案.pdf" 本章主要探讨了操作系统中的内存管理，包括内存保护、地址映射以及内存分配策略等多个关键知识点。 首先，提到IBM360系统中2KB块的加锁机制，其利用4bit的密钥在PSW中进行比较。这种设计的主要缺点除了密钥位数限制了同时运行的进程数量（最多16个），还有硬件支持的需求，即需要额外的硬件来快速进行密钥比较，增加了系统的复杂性和成本。此外，如果密钥被恶意篡改，可能导致安全性问题。 其次，基址和界限寄存器在图3-3中的值都是16384，这只是一个巧合。基址寄存器用于保存进程在内存中的起始地址，而界限寄存器则标识了进程可访问的内存区域大小，两者通常不相等，除非特定情况使进程恰好占用了一个特定大小的连续内存区域。 在交换系统中，紧缩过程是为了消除内存中的空闲区。如果每次读写32位字需要10ns，128MB的内存紧缩大约需要671ms。这个计算考虑了读取旧数据、移动数据以及写回新位置的时间。 关于内存分配算法，题目提到了首次适配、最佳适配、最差适配和下次适配算法。对于不同大小的段请求，这些算法会选择不同的空闲区。例如，首次适配可能选择较大的空闲区，而最佳适配则会选择最小的适合的空闲区，以最小化未来分配的难度。 物理地址和虚拟地址是内存管理中的核心概念。物理地址是实际内存芯片上的地址，而虚拟地址是进程使用的逻辑地址。虚拟地址使得每个进程都可以拥有独立的4GB地址空间，即使实际内存小于这个数值，通过页表和地址映射机制实现。 最后，虚拟地址转换为物理地址时涉及到虚拟页号和偏移量。例如，对于虚拟地址20000、32768和60000，在4KB页面和8KB页面的情况下，虚拟页号和偏移量的计算会有所不同，这取决于页面大小和地址空间的组织方式。 以上内容涵盖了内存管理的基本原理，包括内存保护机制、地址空间的概念、内存分配策略及其实际应用，以及虚拟地址到物理地址的转换。这些都是操作系统设计与实现中的核心知识点。