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1、操作系统操作系统（专升本）（专升本）Mail:Mail:手机手机:操作系统复习安排操作系统复习安排1.了解考试的基本信息和考纲要求了解考试的基本信息和考纲要求2.掌握合适的复习方式，理清操作系统掌握合适的复习方式，理清操作系统的线索和主要内容的线索和主要内容3.针对各章内容和习题，有针对性地复针对各章内容和习题，有针对性地复习和训练习和训练4.依据线索回顾基本概念和知识点依据线索回顾基本概念和知识点1-1 往年考试题型和分数往年考试题型和分数1.单选题单选题25-30分分,25-15小题小题2.填空题填空题20分，分，10个空个空3.简答题简答题20-25分，分，4-5小题小题4.综合题综合题
2、30分分,3大题大题1-2 往年考试特色往年考试特色 0404年年年年,05,05年年年年,06,06年年年年1.选择题选择题分布在各个章节分布在各个章节,兼顾整个教兼顾整个教材，考核主要侧重材，考核主要侧重基本概念基本概念和和知识点知识点例例1.SPOOLING是利用是利用_为用户提供为用户提供虚拟的输入虚拟的输入/输出设备的。输出设备的。A.主存主存 B.磁盘磁盘 C.输入机输入机 D.寄存器寄存器例例2.在不使用快表的分页式存储管理中，在不使用快表的分页式存储管理中，访问一个数据需要访问访问一个数据需要访问_次内存。次内存。A.1 B.2 C.3 D.41-2 往年考试特色往年考试特色2
3、.填空题填空题延续选择题的风格，一般情延续选择题的风格，一般情况下是对选择题的进一步补充，但还况下是对选择题的进一步补充，但还是集中在是集中在重要知识点重要知识点上上.例例1.把允许几个作业在执行期间交替使用把允许几个作业在执行期间交替使用的设备成为的设备成为_设备。设备。例例2.内存与外存进行信息交换的单位是内存与外存进行信息交换的单位是_参考参考P1221-2 往年考试特色往年考试特色3.04年的简答题各章一题，集中在年的简答题各章一题，集中在基基本概念和知识点本概念和知识点，标明为，标明为“理解理解”。05年的简答题相当于描述题带有年的简答题相当于描述题带有分析分析味道味道，侧重理解和逻
4、辑性。，侧重理解和逻辑性。06年的简答题考核主要知识点，辅助年的简答题考核主要知识点，辅助理解分析。理解分析。1-2 往年考试特色往年考试特色例例1.简述操作系统的基本特征简述操作系统的基本特征例例2.简述引起死锁的四个必要条件简述引起死锁的四个必要条件例例3.简述简述SPOOLING系统的基本组成系统的基本组成例例4.计算机有了通道后，如何实现计算机有了通道后，如何实现CPU与外射与外射的并行工作的并行工作?例例5.什么是设备独立性什么是设备独立性?该特性有什么优点该特性有什么优点?例例6.网络操作系统和分布式操作系统的主要区网络操作系统和分布式操作系统的主要区别是什么别是什么?1-2 往年
5、考试特色往年考试特色4.这几年的综合题侧重考核：这几年的综合题侧重考核：进程通信的进程通信的P/V操作操作 存储管理的存储管理的缺页中断缺页中断和计算和计算 作业调度作业调度,平均周转时间计算平均周转时间计算 分页式系统的地址映射分页式系统的地址映射 1-2 往年考试特色往年考试特色例例1.某分页存储管理系统某分页存储管理系统,页内地址为页内地址为11位位,逻逻辑地址为辑地址为24位。请问位。请问:(1)每页有多少字节每页有多少字节?(2)逻辑地址空间有多少页逻辑地址空间有多少页?(3)逻辑地址逻辑地址3456对应的物理地址是多少对应的物理地址是多少?页号页号页号页号块号块号块号块号0 08
6、81 111112 226263 31021022-1 复习的基本过程：复习的基本过程：全面复习全面复习 (细致地看一遍书细致地看一遍书)(形成线索形成线索/框架框架)重点复习重点复习(针对提纲扩大范围针对提纲扩大范围)(达到一看就知道达到一看就知道)习题强化习题强化(试题试题/补充补充/模拟模拟)(透过题目复习透过题目复习)2-2 复习的基本要求：复习的基本要求：OS是一门理论性和实践性很强是一门理论性和实践性很强的课程，绝大部分都可作为考试的的课程，绝大部分都可作为考试的内容，但是从课程性质和考核大纲内容，但是从课程性质和考核大纲而言，必须重视的是：而言，必须重视的是：基本概念和知识点、基
7、本概念和知识点、基本理论基本理论(思想思想)、基本算法和计算技巧。基本算法和计算技巧。2-3 可参考的复习方式可参考的复习方式1.1.按章通过知识点和问题展开按章通过知识点和问题展开复习内容，力求较为全面地掌握基复习内容，力求较为全面地掌握基本概念、原理、方法，达到能分析本概念、原理、方法，达到能分析问题和解决问题。问题和解决问题。2.2.强调强调OSOS的五大功能作为线索，的五大功能作为线索，掌握其中的重要理论和算法掌握其中的重要理论和算法3.3.通过习题强化，并反思通过习题强化，并反思第一章第一章 操作系统概述操作系统概述-线线索索计算机系统的构成计算机系统的构成软件系统软件系统硬件系统硬
8、件系统系统系统应用应用OS,语言处理语言处理,DBMS五大部分五大部分主机主机主机主机,CPU,CPU,CPU,CPU？发展的五个阶段？发展的五个阶段？发展的五个阶段？发展的五个阶段？OSOSOSOS是否和计算机同时诞生是否和计算机同时诞生是否和计算机同时诞生是否和计算机同时诞生?为什么会产生为什么会产生为什么会产生为什么会产生OS?OS?OS?OS?怎么产生怎么产生怎么产生怎么产生?定义定义(描述描述)/地位地位/特点特点/接口接口管理功能管理功能OS类型类型/特点特点作业管理作业管理处理机管理处理机管理存储器管理存储器管理设备管理设备管理文件管理文件管理批处理批处理批处理批处理(单单单单/
9、多多多多)单独自封单独自封单独自封单独自封/多共自封多共自封多共自封多共自封分时分时分时分时-多道多道多道多道+分时分时分时分时:多交独及多交独及多交独及多交独及 前台前台前台前台/后台作业后台作业后台作业后台作业实时实时实时实时-系统系统系统系统(限定限定限定限定/规定规定规定规定)高可靠性高可靠性高可靠性高可靠性+高及时性高及时性高及时性高及时性网络网络网络网络操作系统操作系统操作系统操作系统:功能：网络通信功能：网络通信功能：网络通信功能：网络通信,资源管理资源管理资源管理资源管理,网络服务网络服务网络服务网络服务,网络接口网络接口网络接口网络接口分布式分布式分布式分布式OSOS 特征：
10、透明性特征：透明性特征：透明性特征：透明性,可靠性可靠性可靠性可靠性,高性能高性能高性能高性能,可伸缩性可伸缩性可伸缩性可伸缩性第一章第一章 操作系统概述操作系统概述线索线索第一章第一章 操作系统概述操作系统概述-问问题题1.计算机系统由什么构成计算机系统由什么构成?2.谁提出计算机硬件的五大结构？五谁提出计算机硬件的五大结构？五大结构包括哪些大结构包括哪些?3.软件按照功能可以分为哪两类？软件按照功能可以分为哪两类？4.操作系统产生的简单历程操作系统产生的简单历程5.操作系统的雏形是什么操作系统的雏形是什么?6.什么是多道程序设计？什么是多道程序设计？7.操作系统形成的标志是什么操作系统形成
11、的标志是什么?4.操作系统产生的简单历程操作系统产生的简单历程 纯手工纯手工-手工批处理手工批处理-监督程序监督程序-中断中断和多道程序设计引入和多道程序设计引入-批处理系统批处理系统-OS基本成型基本成型5.操作系统的雏形操作系统的雏形-批处理监督程序批处理监督程序6.多道程序设计：多道程序设计：允许多个程序允许多个程序(作业作业)同时进入计算机内存并启动，交替计算同时进入计算机内存并启动，交替计算(运运行行)的方法。提升计算机使用效率的方法。提升计算机使用效率7.现代操作系统形成的标志现代操作系统形成的标志:多道程序多道程序系统的出现系统的出现8.操作系统的一种描述（定义）操作系统的一种描
12、述（定义）9.操作系统的地位和作用图解操作系统的地位和作用图解10.操作系统的功能分解操作系统的功能分解11.现代操作系统的特征，基本特征现代操作系统的特征，基本特征12.操作系统的接口操作系统的接口13.单道单道/多道批处理操作系统的特点多道批处理操作系统的特点14.分时操作系统的概念和特点分时操作系统的概念和特点15.实时操作系统的概念和特点实时操作系统的概念和特点16.网络操作系统的概念网络操作系统的概念,功能和特点功能和特点8.操作系统是位于计算机硬件之上的操作系统是位于计算机硬件之上的第一层系统软件，是整个计算机系统第一层系统软件，是整个计算机系统的核心；它控制和管理计算机软硬件的核
13、心；它控制和管理计算机软硬件资源，合理、高效、安全地组织计算资源，合理、高效、安全地组织计算机的工作流程并方便用户使用计算机机的工作流程并方便用户使用计算机10.操作系统的五大功能操作系统的五大功能作业管理作业管理-处理机管理处理机管理-存储管理存储管理-设备管理设备管理-文件管理文件管理程序和数据存放的方式是什么程序和数据存放的方式是什么?11.现代操作系统的特征，基本特征现代操作系统的特征，基本特征 并发性、共享性、虚拟性、异步性并发性、共享性、虚拟性、异步性12.操作系统的接口操作系统的接口 操作接口操作接口(作业作业),程序接口程序接口(系统调系统调用用)13.单道单道/多道批处理操作
14、系统的特点多道批处理操作系统的特点 单独自封；多共自封单独自封；多共自封14.分时操作系统的概念和特点分时操作系统的概念和特点 多道多道+分时技术，多交独及分时技术，多交独及15.实时操作系统的概念和特点实时操作系统的概念和特点 实时：限定的时间内做出响应实时：限定的时间内做出响应 高可靠性高可靠性+高及时性高及时性16 网络：网络：把地理上分散、功能独立的计算机把地理上分散、功能独立的计算机和终端设备，通过通信线路连接，达到数据通和终端设备，通过通信线路连接，达到数据通信和资源共享目的的一种计算机系统。信和资源共享目的的一种计算机系统。在网络范围内，用于管理网络通信和在网络范围内，用于管理网
15、络通信和共享资源，协调各计算机上任务的运行，共享资源，协调各计算机上任务的运行，并向用户提供统一的，有效方便的网络接并向用户提供统一的，有效方便的网络接口的程序集合称为网络操作系统。口的程序集合称为网络操作系统。计算机计算机+通信技术通信技术 功能：网络通信，资源管理，提供网络功能：网络通信，资源管理，提供网络服务，提供网络接口服务，提供网络接口 特点：自治性特点：自治性,分散性分散性,互联性互联性,统一性统一性单道程序单道程序引入多道程序引入多道程序怎么描述多道怎么描述多道程序运行的本质特点？程序运行的本质特点？引入进程引入进程第二章第二章 处理机管理处理机管理线索线索进程描述？分类？特点？
16、进程描述？分类？特点？状态？状态？构成构成?三态如何转化？注意此处的逻辑关系！三态如何转化？注意此处的逻辑关系！是否需要三类队列？每类各多少？是否需要三类队列？每类各多少？构成三部分构成三部分,PCB的内容的内容决定把决定把CPU分配给哪分配给哪个进程？分配多长时个进程？分配多长时间？回收处理机间？回收处理机FCFS 先来先服务先来先服务RR 时间片轮转时间片轮转优先数优先数|多级队列多级队列-时间：剥夺与不可剥夺时间：剥夺与不可剥夺原语：进程管理原语原语：进程管理原语接口接口:指令指令/系统调用系统调用 管态管态/目态目态/访访管管作业及作业及JCB作业的四个状态作业的四个状态作业调度算法作
17、业调度算法 相关计算相关计算二二.CPU管理的二级调度管理的二级调度 线索线索进程调度进程调度 作业调度作业调度决定哪些作业参与决定哪些作业参与CPU竞争？竞争？第二章第二章 处理机管理处理机管理1.1.单道程序执行特征单道程序执行特征 独占独占,顺序顺序,再现再现 2.多道系统下程序运行的特征多道系统下程序运行的特征 并发并发,制约制约(间接间接/直接直接),状态多变状态多变3.进程的概念和构成，进程分类进程的概念和构成，进程分类4.PCB结构包含结构包含标识标识,说明说明,现场现场,管管理理5.进程的特征进程的特征 动态动态,并发并发,制约制约,生命生命期期,可执行同一程序可执行同一程序6
18、.系统进程和用户进程关系系统进程和用户进程关系7.进程的三种基本状态以及变迁过程进程的三种基本状态以及变迁过程8.为了管理进程需要哪些控制队列为了管理进程需要哪些控制队列?N个进程，如何分布在上述队列中？个进程，如何分布在上述队列中？各个队列的个数是多少？各个队列的个数是多少？9.进程调度的任务是什么？进程调度的任务是什么？10.进程调度的算法有哪些？进程调度的算法有哪些？11.什么是先来先服务调度算法什么是先来先服务调度算法?如何理解先来先服务？进程会一直占如何理解先来先服务？进程会一直占用用CPU直到运行完毕吗直到运行完毕吗?是不是以启动进程并到达就绪队列的是不是以启动进程并到达就绪队列的
19、时间为准？还是以每次进入就绪队列的时时间为准？还是以每次进入就绪队列的时间为准？间为准？12.什么是时间片轮转调度算法什么是时间片轮转调度算法?讨论时间片大讨论时间片大/小的关系小的关系?时间片可以小于一个终端请求受理时间吗时间片可以小于一个终端请求受理时间吗?FCFS与与RR有什么区别有什么区别?13.什么是优先数调度算法什么是优先数调度算法?优先级与优先数的关系如何？优先级与优先数的关系如何？优先数有静态和动态优先数有静态和动态,各有什么特点？各有什么特点？系统进程的优先数如何系统进程的优先数如何?I/O约束的进程优先数高好还是低好约束的进程优先数高好还是低好?UNIX系统采用的是优先数调
20、度算法吗系统采用的是优先数调度算法吗?14.什么是多级队列调度算法什么是多级队列调度算法?刚创建的进程进入哪一级就绪队列刚创建的进程进入哪一级就绪队列?阻塞态出来的进程进入哪一级就绪队列阻塞态出来的进程进入哪一级就绪队列?时间片满的进程进入哪一级就绪队列时间片满的进程进入哪一级就绪队列?如果有更高级别的进程在就绪队列中，此时处如果有更高级别的进程在就绪队列中，此时处于运行的进程会被抢用于运行的进程会被抢用CPU吗？吗？被抢用被抢用CPU的进程进入哪一级就绪队列的进程进入哪一级就绪队列?它能保证主机与外设的较高利用率吗？它能保证主机与外设的较高利用率吗？各级就绪队列采用何种调度算法？各级就绪队列
21、采用何种调度算法？15.进程调度的两种基本方式是什么进程调度的两种基本方式是什么?抢先式，不可抢先式抢先式，不可抢先式A.什么情况下会引发进程调度程序执行什么情况下会引发进程调度程序执行 一个进程从运行到阻塞一个进程从运行到阻塞 一定一定 一个进程从运行到就绪一个进程从运行到就绪 可能可能 一个进程从阻塞到就绪一个进程从阻塞到就绪 可能可能 一个进程正常结束撤销后一个进程正常结束撤销后 一定一定B.FCFS属于属于可剥夺，不可剥夺可剥夺，不可剥夺调度调度而时间片轮转法属于而时间片轮转法属于_C.优先数调度的调度方式是否两种方式都可以优先数调度的调度方式是否两种方式都可以?D.进程模型中进程模型
22、中CPU调度和分配资源的基本单位调度和分配资源的基本单位是什么是什么?16.为什么需要原语为什么需要原语?什么是原语？什么是原语？用什么方式实现原语？用什么方式实现原语？17.特权指令特权指令,管态管态,目态目态,系统调用系统调用,用户用户程序程序,访管指令，它们相互关系如何？访管指令，它们相互关系如何？源程序源程序系系统调用统调用编译成访管指令编译成访管指令+功能编码功能编码CPU执行该指令，产生软中执行该指令，产生软中断陷入操作系统断陷入操作系统(目态到管态目态到管态)找到响找到响应的系统调用程序入口地址应的系统调用程序入口地址执行相应执行相应功能功能返回中断点返回中断点(注意注意:进程可
23、能已切换进程可能已切换)18.系统调用与一般程序调用的关系系统调用与一般程序调用的关系19.什么是作业？作业步？什么是作业？作业步？JCB?20.什么是后备作业？后备作业队列什么是后备作业？后备作业队列?后备作业是否参与后备作业是否参与CPU的竞争的竞争?21.什么是作业调度？它和进程调度关系什么是作业调度？它和进程调度关系如何？高级调度如何？高级调度低低级调度级调度22.作业的生命期经历哪些状态作业的生命期经历哪些状态?提交提交后后备备运运行行完完成成23.作业调度的原则作业调度的原则 公平公平均均衡使用资源衡使用资源高高吞吞吐能力吐能力 什么是周转时间？表征系统吞吐能力什么是周转时间？表征
24、系统吞吐能力Ti=完成时间完成时间-到达系统时间到达系统时间(后备后备)24.作业调度算法作业调度算法FIFO,短作业优先短作业优先,高高响应比优先响应比优先的思想和应用的思想和应用 25.为什么说高响应比优先是为什么说高响应比优先是FIFO和短和短作业优先的折中？作业优先的折中？26.短作业总能得到最小的平均周转时短作业总能得到最小的平均周转时间吗？如果能条件是什么？间吗？如果能条件是什么？27.处于阻塞态的进程，当它所等待事处于阻塞态的进程，当它所等待事件发生时件发生时(完成完成)，一定会变成就绪态并，一定会变成就绪态并插入就绪队列吗？插入就绪队列吗？28.一个分时系统，允许一个分时系统，
25、允许10个终端用户个终端用户同时工作，时间片同时工作，时间片100ms，对于用户的对于用户的每个请求，每个请求，CPU需要需要300ms进行处理进行处理,那么一个用户提出两次请求的时间间隔那么一个用户提出两次请求的时间间隔最少是多少？最少是多少？29.三个先后到达的进程三个先后到达的进程A,B,C分别需要分别需要24ms,3ms,3ms,如果按照如果按照FCFS的方式的方式进行进程调度，请问平均等待时间是多进行进程调度，请问平均等待时间是多少？平均等待时间为平均周转时间少？平均等待时间为平均周转时间30.作业分析作业分析忽略系统调用时间，用三种作业忽略系统调用时间，用三种作业调度算法确定作业调
26、用顺序，并计算调度算法确定作业调用顺序，并计算各自的周转时间和总的周转时间各自的周转时间和总的周转时间作业号作业号达到时间达到时间 CPU时时间间 1 8.8 1.5 2 9.5 0.8 3 9.0 1.0FCFS:1-3-2 18.810.31.5 29.512.12.6 39.011.32.3 平均周转时间平均周转时间=(1.5+2.6+2.3)/3=32/15短作业短作业:1-2-3同同FIFO 18.810.31.5 29.511.11.6 39.012.12.1 平均周转时间平均周转时间=(1.5+1.6+2.1)/3=26/15高响应比高响应比:1-3-2 18.810.31.5
27、29.512.12.6 39.011.32.3 平均周转时间平均周转时间=(1.5+2.6+2.3)/3=32/15作业作业1到达后先执行，到了到达后先执行，到了10.3的的时候作业时候作业2和和3都已经达到，此时计算都已经达到，此时计算可知：作业可知：作业2响应比响应比=0.8/0.8=1 作业作业3响应比响应比=1.3/1.0=1.3所以先执行作业所以先执行作业3后执行作业后执行作业2 31.总内存量总内存量100K,进程不在内存中移动进程不在内存中移动,内存连续分配；按照内存连续分配；按照FCFS算法调度作算法调度作业和进程，请计算各周转时间，平均业和进程，请计算各周转时间，平均周转时间
28、周转时间(忽略其它时间忽略其它时间)。内存分布。内存分布.作业作业 到达到达CPU时时间间内存量内存量 110.10.715K 210.30.570K 310.50.450K 410.60.420K 510.70.210K作作业业到到达达CPU装装入入开开始始完完成成周周转转110.10.710.110.110.80.7210.30.510.310.811.31.0310.50.411.311.511.91.4410.60.411.311.912.31.7510.70.210.711.311.50.8平均周转时间平均周转时间=1.12作业作业1 15k作业作业2 70k作业作业5 10k 5k
29、 15k作业作业2 70k作业作业5 10k 5k作业作业3 50k作业作业4 20k 15k作业作业5 10k 5k 实存分配实存分配 虚存分配虚存分配第三章第三章 存储管理存储管理线索线索固固定定分分区区可可变变分分区区实实存存页页式式虚存页式虚存页式虚虚拟拟存存储储器器缺缺页页中中断断页页面面淘淘汰汰基本思想基本思想基本思想基本思想内存怎么分割内存怎么分割内存怎么分割内存怎么分割地址重定位地址重定位地址重定位地址重定位/映射映射映射映射内存分配与回收内存分配与回收内存分配与回收内存分配与回收内存保护内存保护内存保护内存保护内存扩充内存扩充内存扩充内存扩充内存利用率内存利用率内存利用率内存
30、利用率:碎片碎片碎片碎片主要问题：大主要问题：大主要问题：大主要问题：大(多多多多)程序程序程序程序,小内存小内存小内存小内存,装不下装不下装不下装不下;内存利用率内存利用率内存利用率内存利用率主要技术：覆盖技术主要技术：覆盖技术主要技术：覆盖技术主要技术：覆盖技术,(,(交交交交)对换技术对换技术对换技术对换技术,虚存技术虚存技术虚存技术虚存技术本章掌握本章掌握基本概念基本概念：重定位：重定位,碎片碎片,页页,块块,页表页表,快表快表 虚拟存储器虚拟存储器,缺页中断缺页中断,异常现象异常现象,抖抖动动 覆盖，交换，页淘汰覆盖，交换，页淘汰,局部性原理局部性原理内存管理方内存管理方法：法：A.
31、每种存储管理方法的基本思想，地每种存储管理方法的基本思想，地址映射，优缺点址映射，优缺点 B.空闲区的管理和分配算法空闲区的管理和分配算法 C.页面淘汰和缺页中断页面淘汰和缺页中断计算：计算：地址映射地址映射,缺页率计算缺页率计算1.内存空间内存空间=物理地址空间，绝对地址空间物理地址空间，绝对地址空间2.程序空间程序空间=逻辑地址空间，相对地址空间逻辑地址空间，相对地址空间3.CPU怎么访问内存存储器怎么访问内存存储器?4.一个程序的生命周期经历了哪些过程一个程序的生命周期经历了哪些过程5.什么是地址重定位什么是地址重定位?它有哪些形式？它有哪些形式？6.静态重定位的特点是什么静态重定位的特
32、点是什么?能在内存中移动吗能在内存中移动吗?重定位需要硬件支持吗重定位需要硬件支持吗?在内外存的程序相同吗？在内外存的程序相同吗？重定位工作是一次性完成吗重定位工作是一次性完成吗?7.PCB中有没有程序地址的说明信息中有没有程序地址的说明信息?该地址常称为起始地址该地址常称为起始地址,它是程序段的起址吗它是程序段的起址吗?什么是碎片？内什么是碎片？内/外碎片？外碎片？8.单一连续分区存储管理单一连续分区存储管理 内存如何分区内存如何分区?系统区和用户区系统区和用户区 用户区全部分配给一个程序吗用户区全部分配给一个程序吗?采用何种地址重定位采用何种地址重定位?如何实现内存的存储保护？可以采用如何
33、实现内存的存储保护？可以采用一个界限寄存器法一个界限寄存器法 会造成内存浪费吗会造成内存浪费吗?缺点缺点单道单道,内部碎片内部碎片,问题未解决问题未解决 如何运行大程序如何运行大程序?覆盖覆盖扩扩充内存充内存 如何模拟实现多任务如何模拟实现多任务?交换技术交换技术9.固定分区存储管理固定分区存储管理 内存如何分区内存如何分区?系统区和用户区系统区和用户区 用户区如何划分用户区如何划分?这种划分固定吗这种划分固定吗?每个分区的管理结构如何安排每个分区的管理结构如何安排?采用地址重定位的方式是什么采用地址重定位的方式是什么?如何实现内存的存储保护？可以采用上下如何实现内存的存储保护？可以采用上下界
34、限寄存器法界限寄存器法 会造成内存浪费吗会造成内存浪费吗?缺点缺点内内/外部碎片外部碎片,无法移动无法移动 采用什么策略将空闲分区分配给多个进程采用什么策略将空闲分区分配给多个进程针对多个队列和针对多个队列和1个队列两种情况个队列两种情况.10.可变分区存储管理可变分区存储管理 内存如何分区内存如何分区?系统区和用户区系统区和用户区 用户区根据什么划分用户区根据什么划分?每个分区的管理结构如何安排每个分区的管理结构如何安排?采用地址重定位的方式是什么采用地址重定位的方式是什么?该重定位需要硬件支持吗？如何映射该重定位需要硬件支持吗？如何映射 产生的空闲块采用什么方式合并？产生的空闲块采用什么方
35、式合并？空闲区的分配算法，出发点是什么空闲区的分配算法，出发点是什么?如何实现内存的存储保护？可以采用上下如何实现内存的存储保护？可以采用上下界限寄存器法界限寄存器法 缺点缺点外部碎片外部碎片,分区合并耗时分区合并耗时11.分页式存储管理分页式存储管理(实存页模式实存页模式)内存如何划分内存如何划分?程序如何划分程序如何划分?固定分区思想固定分区思想+动态重定位技术动态重定位技术 什么是块什么是块?什么是页什么是页?页表？页表？内存块表？进程页表内存块表？进程页表?重定位方式重定位方式?如何映射如何映射?地址换算公式：地址换算公式：相对地址相对地址/块长块长=页号页号 相对地址相对地址%块长块
36、长=页内偏移页内偏移 形成地址对形成地址对(页号页号,页内偏移页内偏移)查进程页表查进程页表 得到块号得到块号拼合绝对地址拼合绝对地址(块号，页内偏移块号，页内偏移)访问物理内存访问物理内存 CPU访问寄存器和内存的速度差异这访问寄存器和内存的速度差异这个矛盾导致快表的引入。这也印证了局个矛盾导致快表的引入。这也印证了局部性原理部性原理 快表的命中率表征了性能的高低快表的命中率表征了性能的高低 快表的工作方式快在哪里快表的工作方式快在哪里?内存块的分配与回收内存块的分配与回收存储分块法存储分块法,位图法位图法,单链表法单链表法 特点特点分块分块,不连续全部装入不连续全部装入,动态重动态重定位定
37、位 缺点缺点半页浪费半页浪费,全部装入全部装入12.虚存虚存作用：作用：解决了内存的解决了内存的扩充问题扩充问题，满足大满足大程序的装入。程序的装入。什么是虚拟存储器？大小如何确定什么是虚拟存储器？大小如何确定?什么是虚拟地址空间什么是虚拟地址空间?应用：应用：利用虚存思想的管理主要有：虚利用虚存思想的管理主要有：虚存页式，段式，段页式存页式，段式，段页式需要解决两个主要问题：需要解决两个主要问题：如何发现某个页不在内存？如何发现某个页不在内存？内存空闲块不足无法装入程序页怎么办？内存空闲块不足无法装入程序页怎么办？13.请求分页式存储管理请求分页式存储管理思想：思想：不要求程序页全部并连续地
38、装入内不要求程序页全部并连续地装入内存块中存块中,可以只载入其中的一部分可以只载入其中的一部分,其它页保其它页保存在辅存中存在辅存中,需要的时候通过缺页中断载入需要的时候通过缺页中断载入内存中内存中,如果内存不够则产生页面淘汰以便如果内存不够则产生页面淘汰以便装入新的页。装入新的页。新的页表结构新的页表结构 页号页号,块号块号,缺页中断位缺页中断位,辅存地址辅存地址 通常缺页中断位通常缺页中断位=1表示页在内存表示页在内存,否则发否则发出缺页中断，请求载入外存页出缺页中断，请求载入外存页 辅存地址：记录页在外存的地址辅存地址：记录页在外存的地址P74-75A.缺页中断处理过程缺页中断处理过程B
39、.缺页中断同一般的中断有何区别缺页中断同一般的中断有何区别?何时产生？中断完成后回到哪里？何时产生？中断完成后回到哪里？C.缺页中断率缺页中断率=缺页次数缺页次数/总页数总页数 影响缺页率的因素：影响缺页率的因素：分配给程序的分配给程序的内存块数内存块数,页面尺寸页面尺寸,程序的实现程序的实现 页面淘汰算法页面淘汰算法 内存空闲块不足，必须选择已分配的内内存空闲块不足，必须选择已分配的内存块，调出内存，才能装入调入页面存块，调出内存，才能装入调入页面.这就是页面淘汰，它由缺页中断引起这就是页面淘汰，它由缺页中断引起.问题：问题：1.选择谁选择谁?2.会出现异常或抖动会出现异常或抖动/颠簸现象吗
40、颠簸现象吗?页面淘汰中可能涉及到页面保存的问题，页面淘汰中可能涉及到页面保存的问题，因此需要在页表结构中加入相应的管理信息：因此需要在页表结构中加入相应的管理信息：引用位引用位,改变位改变位 分别标志在某个时间段是分别标志在某个时间段是否被引用，是否被修改。否被引用，是否被修改。页淘汰相关算法：页淘汰相关算法：FIFO 先进先出先进先出LRU 最近最久未用页面淘汰最近最久未用页面淘汰LFU 最近最少用页面淘汰最近最少用页面淘汰OPT 最优页面淘汰最优页面淘汰例子：页面走向例子：页面走向4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5在在程序页面为程序页面为3和和4时时,分别采用分别采用FIFO,
41、LRU算法，计算缺页序列和缺页中断率。并算法，计算缺页序列和缺页中断率。并分析分析FIFO是否会产生异常现象。是否会产生异常现象。页面走向：页面走向：4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5 FIFO 页面为页面为3时时 9/12 页面页面4时时 10/12 4 3 2 1 4 3 5 5 5 2 1 1 4 3 2 1 1 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 4 3 3 3 5 2 2 4 3 2 2 2 1 5 4 3 2 1 4 3 2 1 4 4 4 3 5 5 4 3 3 3 2 1 5 4 3 21 2 3 4 5 6 7 8 9 4 4 4 3 2 1 5 4 3L
42、RU 页面为页面为3时时 10/12 页面为页面为4时时 8/124 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 4 3 2 1 4 3 5 4 3 21 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 3 2 1 1 1 5 4 3问题问题1：在请求分页模式中，分配给程序：在请求分页模式中，分配给程序A的的内存为内存为M块，页面走向共块，页面走向共P页，其中有页，其中有N个个不同的页面，初始无任何页在内存中。问无不同的页面，
43、初始无任何页在内存中。问无论采用何种算法论采用何种算法,缺页中断次数的下界是多缺页中断次数的下界是多少少缺页中断次数的上界是多少？缺页中断次数的上界是多少？问题问题2：实存页模式中，块长：实存页模式中，块长2k，如果一个如果一个程序的相对地址空间为程序的相对地址空间为05129则分配给该则分配给该程序的内存空间为多少字节？浪费了多少程序的内存空间为多少字节？浪费了多少?问题问题3：实存页模式下，内存总量：实存页模式下，内存总量65536字节字节,块块4k，一程序代码段长一程序代码段长32768字节字节,数据段长数据段长16386字节字节,栈段长栈段长15870字节字节,规定不允许一规定不允许一
44、个块内包含两个段的内容，请问能为该程序个块内包含两个段的内容，请问能为该程序分配空间吗分配空间吗?如果块长为如果块长为512字节呢字节呢?问题问题4：假定：假定CPU访问内存的时间为访问内存的时间为200ns,访访问快表的时间为问快表的时间为40ns，命中率为命中率为90%，请问，请问进行一次内存存取的平均时间是多少进行一次内存存取的平均时间是多少?比纯比纯粹采用页表方式下降了多少粹采用页表方式下降了多少?问题问题5：CPU访问页表访问页表100ns,快表快表20ns,希望希望将一次存取内存的平均时间控制在将一次存取内存的平均时间控制在140ns内，内，请问命中率是多少请问命中率是多少?问题问
45、题6：系统内存划分成：系统内存划分成8块，块长块，块长4k，某程某程序虚拟地址空间划分成序虚拟地址空间划分成16页，如下表，为列页，如下表，为列出者不在内存。出者不在内存。页号页号 块号块号 页号页号 块号块号 计算如下虚拟地址计算如下虚拟地址 0 2 4 4 的绝对地址的绝对地址 1 1 5 3 20 4100 8300 2 6 9 5 3 0 11 7问题问题7：可变分区中：可变分区中,按地址法组织空闲分区按地址法组织空闲分区,大小分别为大小分别为10k,4k,20k,18k,7k,9k,12k,15k现现依次有三个请求依次有三个请求12k,10k,9k 问采用最先适问采用最先适应，最佳适
46、应，最坏适应该如何分配应，最佳适应，最坏适应该如何分配?地址法：分区按照起始地址从小到大排序地址法：分区按照起始地址从小到大排序尺寸法：分区按照大小从小到大排序尺寸法：分区按照大小从小到大排序 补补1:设正在处理器上执行的一个进程的页表如下，设正在处理器上执行的一个进程的页表如下，表中的虚页号和物理块号是十进制数，起始页号表中的虚页号和物理块号是十进制数，起始页号（块号）均为（块号）均为0 0。页的大小为。页的大小为10241024字节。字节。详述在设有快表的请求分页存储管理系统中详述在设有快表的请求分页存储管理系统中,一个虚地址转换成物理地址的过程。一个虚地址转换成物理地址的过程。下列虚地址
47、对应于什么物理地址：下列虚地址对应于什么物理地址：54995499，20212021虚页号虚页号 状态位状态位 访问位访问位 修改位修改位 物理块号物理块号 0 1 1 0 4 1 1 1 1 7 2 0 0 0 -3 1 0 0 2 4 0 0 0 -5 1 0 1 01.1.略略2.5499/1024=5 2.5499/1024=5 余余 379 379，则虚页号，则虚页号=5=5，页内偏，页内偏移为移为379379 则物理地址为：则物理地址为：1024*0+379=3791024*0+379=379 2021/1024=0 2021/1024=0 余余 997 997，则虚页号，则虚页号
48、=0=0，页内偏，页内偏移为移为997997 则物理地址为：则物理地址为：1024*4+997=50931024*4+997=5093补补2:2:在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，有在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，有一用户作业，它依次要访问的字地址序列是：一用户作业，它依次要访问的字地址序列是：115115，228228，120120，8888，446446，102102，321321，432432，260260，167167，若该作业的第，若该作业的第0 0页已经装入主存，现分配页已经装入主存，现分配给该作业的主存共给该作业的主存共300300字，页的大小为字，页的大小为100100字
49、，请字，请回答下列问题：回答下列问题：（1 1）按）按FIFOFIFO调度算法将产生调度算法将产生_次缺页中断，依次缺页中断，依次淘汰的页号为次淘汰的页号为_，缺页中断率为，缺页中断率为_。（2）按）按LRU调度算法将产生调度算法将产生_ 次缺页中断，次缺页中断，依次淘汰的页号为依次淘汰的页号为_，缺页中断率为，缺页中断率为_。计算的页号为：计算的页号为：0,1,2,1,0,4,1,3,4,2,10,1,2,1,0,4,1,3,4,2,11 1）按）按FIFOFIFO调度算法将产生调度算法将产生5 5次缺页中断次缺页中断 依次淘汰的页号为：依次淘汰的页号为：0 0，1 1，2 2 缺页中断率为
50、：缺页中断率为：5/10=50%5/10=50%2 2）按）按LRULRU调度算法将产生调度算法将产生6 6次缺页中断；次缺页中断；依次淘汰的页号为：依次淘汰的页号为：2 2，0 0，1 1，3 3 缺页中断率为：缺页中断率为：6/10=60%第三章第三章 小结小结重要内容：重要内容：每种管理方案思想每种管理方案思想,所用的数据结构所用的数据结构优缺点优缺点,特别是页式；地址映射特别是页式；地址映射;可变分可变分区中的分配和回收算法；缺页中断及页区中的分配和回收算法；缺页中断及页淘汰计算；淘汰计算；设备设备 设备分配设备分配 数据传输方式数据传输方式第四章第四章 设备管理设备管理范畴范畴范畴范