操作系统内存管理习题详解

"《现代操作系统第四版》第三章答案.pdf" 本文档是《现代操作系统第四版》的第三章答案，主要讲解内存管理的相关知识点。 **知识点1：内存加锁机制** 在IBM360的设计中，为了对2KB大小的块进行加锁，会对每个块分配一个4bit的密钥，这个密钥存在PSW（程序状态字）中，每次内存引用时，CPU都会进行密钥比较。但该设计有诸多缺陷，如密钥只有四位，故内存只能同时容纳最多十六个进程；需要用特殊硬件进行比较，同时保证操作迅速。 **知识点2：基址和界限寄存器** 在图3-3中基址和界限寄存器含有相同的值16384，这是巧合。基地址寄存器的值是进程在内存上加载的地址；界限寄存器指示存储区的长度。这两个寄存器的值可能相同，但它们的作用不同。 **知识点3：交换系统的紧缩** 交换系统通过紧缩来消除空闲区。假设有很多空闲区和数据段随机分布，并且读或写32位长的字需要10ns的时间，紧缩128MB大概需要670ms的时间。 **知识点4：交换系统的空闲区管理** 在一个交换系统中，按内存地址排列的空闲区大小是10MB，4MB，20MB，18MB，7MB，9MB，12MB，和15MB。对于连续的段请求，可以使用首次适配算法、最佳适配算法、最差适配算法和下次适配算法来选择合适的空闲区。 **知识点5：物理地址和虚拟地址** 物理地址和虚拟地址是两个不同的概念。物理地址是实际内存使用的地址，它们是存储器芯片在总线上反应的数字。虚拟地址是指一个进程的地址空间的逻辑地址。因此，具有32位字的机器可以生成高达4GB的虚拟地址，而不管机器的内存是否多于或少于4GB。 **知识点6：虚拟地址转换** 虚拟地址可以转换为物理地址。例如，对于虚拟地址20000，可以转换为虚拟页号和偏移量。使用4KB页面和8KB页面计算虚拟页号和偏移量，可以得到不同的结果。 本文档涵盖了内存管理的多个方面，包括内存加锁机制、基址和界限寄存器、交换系统的紧缩、交换系统的空闲区管理、物理地址和虚拟地址、虚拟地址转换等知识点。