2020年4月自考02323操作系統(tǒng)概論復(fù)習(xí)資料（7）

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         自考02323操作系統(tǒng)概論備考資料

          1、固定分區(qū)存儲(chǔ)管理的原理

        固定分區(qū) 的意思就是指主存空間劃分成若干連續(xù)區(qū)后，這些分區(qū)的 大小和個(gè)數(shù) 就 固定 不變。

        固定分區(qū)管理利用一張“ 主存分配表 ”說(shuō)明各分區(qū)的情況。裝入和結(jié)束作業(yè)均通過(guò)這個(gè)分區(qū)表來(lái)記錄分區(qū)使用的變化情況。

        2、如何實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)保護(hù)

        固定分區(qū)管理 可采用 靜態(tài)重定位 的方式裝入作業(yè)。裝入程序把作業(yè)中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為絕對(duì)地址。并檢查絕對(duì)地址是否在指定（裝入）的分區(qū)內(nèi)，如果是，就裝入這個(gè)作業(yè)。否則就不能裝入。如果裝入主存分區(qū)的作業(yè)占用處理器時(shí)（注意，是運(yùn)行時(shí)），進(jìn)程調(diào)度程序（不是裝入程序了）必須把作業(yè)所在分區(qū)的上下限地址存入“下限寄存器”和“上限寄存器”中，這樣可以在指令執(zhí)行中判斷其所用到的絕對(duì)地址是否越界，達(dá)到存儲(chǔ)保護(hù)的目的。

        3、怎樣 提高主存空間的利用率 這里有幾種辦法：

        （1）分區(qū)按大小順序排列，這樣可以使作業(yè)總是先使用滿足要求的最小分區(qū)。

        （2）根據(jù)經(jīng)常出現(xiàn)的作業(yè)大小和頻率劃分分區(qū)。

        （3）按作業(yè)的對(duì)主存空間的需求量排成多個(gè)隊(duì)列，規(guī)定隊(duì)列與分區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。也就是說(shuō)多大的作業(yè)只能放在多大的分區(qū)里，就算有更大的分區(qū)空著，也不許他進(jìn)入。

        三、可變分區(qū)的管理（ 領(lǐng)會(huì) ）

        可變就是指分區(qū)的 大小和位置不是固定 的，而是根據(jù)作業(yè)要求的主存量來(lái)分配分區(qū)的大小。

        1、主存的分配和去配（回收）

        在系統(tǒng)初始化時(shí)，主存除了操作系統(tǒng)所占部分外，整個(gè)用戶區(qū)是一個(gè)大的空閑區(qū)，可以按作業(yè)需要的空間大小順序分配空閑區(qū)直到不夠時(shí)為止。

        當(dāng)作業(yè)結(jié)束時(shí)，它的占用分區(qū)被收回。這個(gè)空閑區(qū)又可以根據(jù)新作業(yè)的大小重新用于分配，所以主存中的已占分區(qū)和空閑區(qū)的數(shù)目和大小都是在變化的?？梢杂脙蓮埍?ldquo;已分配區(qū)表”和“空閑區(qū)表”來(lái)記錄和管理。

        2、常用的分配算法

        最先適應(yīng)分配算法 ：簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在分區(qū)表中順序查找，找到夠大的空閑區(qū)就分配。但是這樣的分配算法可能形成許多不連續(xù)的空閑區(qū)，造成許多“碎片”，使主存空間利用率降低。

        最優(yōu)適應(yīng)分配算法 ：這種算法總是挑選一個(gè)能滿足作業(yè)要求的最小空閑區(qū)。但是這種算法可能形成一些極小的空閑區(qū)，以致無(wú)法使用，這也會(huì)影響主存利用率。

        最壞適應(yīng)分配算法 ：這種算法和上面的正好相反，它總是挑一個(gè)最大的空閑區(qū)分給作業(yè)使用，使剩下的空間不至于太小。

        3、地址轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)保護(hù)

        采用 可變分區(qū)方式管理 時(shí)，一般均采用 動(dòng)態(tài)重定位 方式裝入作業(yè)。也就是每讀一條指令，都要變換一次地址。變換要靠硬件支持，主要是 兩個(gè)寄存器 ： 基址 寄存器和 限長(zhǎng) 寄存器，限長(zhǎng)寄存器存放作業(yè)所占分區(qū)的長(zhǎng)度，基址寄存器則存放作業(yè)所占分區(qū)的起始地址，這兩個(gè)值確定了一個(gè)分區(qū)的位置和大小。

        轉(zhuǎn)換時(shí)根據(jù)邏輯地址與限長(zhǎng)值比較，如果不有超過(guò)這個(gè)值，表示訪問(wèn)地址合法，再加上基址寄存器中的值就得到了絕對(duì)地址了，否則形成“地址越界”中斷。達(dá)到存儲(chǔ)保護(hù)的目的。

        對(duì)于共享程序，則硬件提供兩組限長(zhǎng)寄存器和基址寄存器。訪問(wèn)時(shí)對(duì)訪問(wèn)區(qū)享區(qū)和作業(yè)區(qū)的地址分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

        4、移動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用

        移動(dòng)技術(shù) 要“移動(dòng)”的東東就是主存空間中的作業(yè)。把某個(gè)作業(yè)移到另一處主存空間去（在磁盤(pán)整理中我們應(yīng)用的也是類(lèi)似的移動(dòng)技術(shù)），這樣的最大好處就是可以合并一些空閑區(qū)。

        但是移動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用也要注意以下問(wèn)題。

        移動(dòng)會(huì)增加系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。所以要盡量減少移動(dòng)。

        移動(dòng)是有條件的，如果作業(yè)在執(zhí)行過(guò)程中正等待與外圍設(shè)備傳輸信息，就不能移動(dòng)。因此在移動(dòng)時(shí)首先要判定該作業(yè)是否與外設(shè)交換信息。

        四、頁(yè)式存儲(chǔ)管理（ 領(lǐng)會(huì) ）

        1、如何分頁(yè)和分塊

        頁(yè)式存儲(chǔ)管理中有兩個(gè)名詞：“ 頁(yè) ”和“ 塊 ”，其中的“塊”是針對(duì)硬件來(lái)說(shuō)的，就是把存儲(chǔ)器分成若干相等大小的區(qū)，每個(gè)區(qū)就稱(chēng)為一個(gè)塊。對(duì)應(yīng)的，在程序中，邏輯地址進(jìn)行“分頁(yè)”，其大小和每個(gè)塊相一致。

        事實(shí)上，頁(yè)面的大小是由塊的大小自然決定的。對(duì)于程序來(lái)說(shuō)，其邏輯地址還是和原來(lái)一樣采用連續(xù)的地址。只是 按照塊的位數(shù)取其前面數(shù)位做為頁(yè)號(hào) .

        分配空間時(shí)，根據(jù)作業(yè)長(zhǎng)度可以確定它的頁(yè)面數(shù)，根據(jù)這個(gè)頁(yè)面數(shù)在主存中分配相應(yīng)的塊數(shù)，只要是空閑塊就可以放入，即使不是相鄰的。并把分配情況記在“頁(yè)表”中，根據(jù)頁(yè)表可以找到相對(duì)應(yīng)的頁(yè)號(hào)與塊號(hào)，就得出絕對(duì)地址了。

        2、采用頁(yè)式管理，使主存空間充分利用，頁(yè)不必為了得到連續(xù)空間而進(jìn)行移動(dòng)。 可以提高系統(tǒng)效率。

        3、頁(yè)表的構(gòu)造與作用

        每個(gè)被裝入主存的作業(yè)都有一張 頁(yè)表 ，指出該作業(yè)邏輯地址中的頁(yè)號(hào)與所占用的主存塊號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。頁(yè)表的長(zhǎng)度由作頁(yè)擁有的頁(yè)面數(shù)決定，行號(hào)對(duì)應(yīng)為頁(yè)號(hào)，行中記錄的是主存中的塊號(hào)。

        頁(yè)表是硬件進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換的依據(jù)，每執(zhí)行一條指令時(shí)按邏輯地址中的頁(yè)號(hào)查找頁(yè)表并轉(zhuǎn)換成絕對(duì)地址。

        在多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，進(jìn)入主存的每個(gè)作業(yè)都有一張頁(yè)表，由一個(gè)硬件“頁(yè)表控制寄存器”來(lái)記錄每個(gè)作業(yè)的頁(yè)表所在位置和長(zhǎng)度以便作業(yè)轉(zhuǎn)換時(shí)同時(shí)轉(zhuǎn)換頁(yè)表。

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