(2)实现程序中的逻辑地址到物理地址的重定位; (3)对操作系统及其用户的信息提供存储保护;
(4)实现主存的逻辑扩充,提供给用户更大的存储空间
2.什么是重定位?什么是静态重定位和动态重定位?它们重定位的时机都在什么时候? 为使程序能正确运行,必须将逻辑地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中的物理地址,这一过程称为地址重定位或地址映射
静态地址重定位是在程序执行之前由操作系统的重定位装入程序完成的。 它根据要装入的内存起始地址,直接修改所有涉及到的逻辑地址,一次性完成逻辑地址到物理地址的装换,在程序运行中,不再进行任何地址转换。 动态地址重定位也称动态地址映射,是指把目标程序装入内存的时候,并不立即把逻辑地址转换为物理地址,而是在程序运行过程中,当CPU访问程序和数据的时候,才进行地址转换。
静态地址重定位是在作业装入时,动态地址重定位是在作业调度时
3.体会几种内存管理的实现方法,引入的原因、组织空闲区的方式、回收的规定: (1)实存:单一连续分区、固定分区、可变式分区、分页、分段、段页式 (2)虚存:请求式分页、请求式分段、请求段页式
4.上面哪些内存管理有内碎片、哪些有外碎片?解决碎片有哪些方法? 可变式分区,分段产生外碎片。固定分区,分页,段页式产生内碎片
5.什么是页表?什么是段表?其主要内容是什么?引入联想寄存器有什么用处? 通常可在内存中为每个作业开辟一块特定区域,建立起作业的逻辑页与存储块之间的对应表格关系,这种表称为页面映像表,简称页表
为使程序能正常运行,亦即,能从物理内存中找出每个逻辑段所对应的位置,应象分页系统那样,在系统中为每个进程建立一张段映射表,简称“段表” 引入联想寄存器是为了提高地址变换速度
例题:在请求式分页的存储管理中,若有页面访问序列:0,1,0,3,1,2,4,3,驻留集大小为2个页面,分别求出用FCFS(先来先服务算法)、LRU(最近最少使用算法)和OPT(最佳淘汰算法)替换算法控制上述访问串的缺页故障数和缺页故障率。(要求有图表来辅助说明)。 答:
先进先出算法淘汰算法:
访问序列 主存页1 主存页2 缺页否 缺页数:7
缺页率:7/9=77.7% 最佳淘汰算法(OPT):
访问序列 0 主存页1 0 1 0 0 0 3 3 1 3 2 3 4 3 5 3 3 3 0 0 ∨ 1 0 1 ∨ 0 0 1 3 3 1 ∨ 1 3 1 2 3 2 ∨ 4 4 2 ∨ 5 4 5 ∨ 3 3 5 ∨ 9
主存页2 缺页否 ∨ 缺页数:6
缺页率:6/9=66.6%
最近最少使用淘汰算法(LRU):
访问序列 0 主存页1 0 主存页2 缺页否 ∨ 1 ∨ 1 1 ∨ 1 2 ∨ 4 ∨ 5 ∨ 5 1 0 1 ∨ 0 0 1 3 0 3 ∨ 1 1 3 ∨ 2 1 2 ∨ 4 4 2 ∨ 5 4 5 ∨ 3 3 3 ∨ 缺页数:8
缺页率:8/9=88.8%
例题:有一个分页式的内存管理系统,其页表存放在内存中。
(1)如果存取一次内存需要的时间是2微秒,那么为了获取内存中存放的一条用户程序指令,至少需要多少时间?
(2)若在系统中增加了联想寄存器(快表),而访问一次联想寄存器的时间为0.1微秒。问:当要查找的页表项存放于联想寄存器中的几率为80%时,存取内存中的一条用户指令需要多少时间? 答:(1)需在页表中查找页号对应的块号,要访问2遍内存才能取得指令: 2微秒×2=4微秒
(2)在快表中的几率为80%,不在快表中的几率为1-80%: (0.1+2)×80%+4微秒×(1-80%)=2.48微秒
第六章 设备管理
1.设备的几种分类方式:输入输出设备和存储设备、高速设备和低速设备、字符设备和块设备。。。。。。
2.分配设备需要的4个数据结构(表):系统设备表、设备控制表、控制器控制表、通道控制表
4.描述并体会几种常见的输入输出控制方式:程序直接控制、中断控制、DMA控制、通道控制
5.为什么要开辟缓冲区?常见的缓冲区有哪几种?目前最常用的是哪种? 主要原因:1、缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾 2、减少对CPU的中断频率
3、提高CPU和I/O设备之间的并行性
常用的缓冲技术:单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池 常用的是缓冲池
6.设备分配的过程。尤其注意设备的使用性质和设备的独立性、设备的安全性各指的是什么?
设备的独立性:设备无关性,指应用程序独立于物理设备 设备分配时的安全性:该分配是否可能死锁
7.什么是SPOOLING系统?它由哪几部分构成?
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SPOOLING系统:操作系统中在联机情况下实现的同时外围操作功能 SPOOLing系统主要由以下三部分组成: (1)输入井和输出井。
(2)输入缓冲区和输出缓冲区
(3)输入进程SPi和输出进程SPo。
第七章 文件管理
1.按照文件的几种分类方法体会文件 按用途分类:
(1)系统文件。是由系统软件构成的文件,对用户不直接开放,只允许用户调用 (2)用户文件。用户委托系统保存的文件。如源代码、目标程序等。
(3)库文件。由标准子程序和常用的应用程序组成的文件。只允许调用,不许用户修改。 按文件中的数据形式分类:
(1)源文件。它是由原程序和数据构成的文件。从终端输入或输出,一般由ASCII代码或汉字组成。
(2)目标文件。是由相应的编译程序编译而成的文件,由二进制码组成,扩展名为.obj。 (3)可执行文件。是由目标程序链接成的文件。文件的扩展名一般为.exe。 按操作保护分类
(1)只读文件。仅允许对其进行读的文件。
(2)读写文件。允许用户对其进行读或写操作的文件。
(3)执行文件。允许用户调用执行,但不允许读,也不允许写的操作。 (4)什么也不许做的文件。 按文件的性质分类
有些系统,如UNIX系统把文件分为三类: (1)普通文件。一般的系统文件及用户文件。 (2)目录文件。由文件目录组成的文件。 (3)特殊文件。将设备看作特殊文件。
2.文件的逻辑结构(2种)、
文件的逻辑结构分为以下两类:1.有结构的文件;2.无结构文件
3.文件的物理结构(3种),各适合于哪种存取方式?
一般来说,文件的物理结构有以下三种: 连续结构、 链接结构、 索引结构。 连续文件可采用顺序存取,也可以随机存取,
物理结构为顺序结构的文件,若存放在顺序存储介质(如磁带)上,则适宜于顺序存取; 若存放于随机存储介质(如磁盘、磁鼓)上,则文件可顺序存取,也可以随机存取。 隐式链接文件结构只能按队列中的链接指针顺序搜索,因此搜索效率低 链接结构的存取的方法只能顺序存取,不能随机存取
当文件的物理结构为索引结构时,即可顺序存取,也可随机存取。
4.文件的存储介质(磁带、磁盘、磁鼓),各适合于哪种存取方式? 磁带是一种顺序存取设备,对磁带上的用户文件信息只能顺序访问。 故磁带文件的物理结构也只能是将文件连续地存放在磁带上,也即,磁带文件的物理结构只有一种——顺序结构。
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根据磁盘设备的物理特性,文件的物理结构可采用顺序结构、链接结构和索引结构。对磁盘上的文件,既可以顺序存取,也可以随机(直接)存取。
5.磁盘调度算法(FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN) 例.(重要)
设某移动头磁盘有200道,编号为0~199,磁头当前正处在130道上,且正向0磁道方向移动,对于如下磁盘访问请求磁道号序列:70,120,80,160,60,150。求在FCFS、SSTF及SCAN调度算法下的磁头移动顺序及移动总量(以磁道计)。 答:
FCFS:130、70、120、80、160、60、150;移动总量:420 SSTF:130、120、150、160、80、70、60;移动总量:150 SCAN:130、120、80、70、60、150、160;移动总量:170
6.什么是文件目录?文件目录的主要作用是什么?文件目录里面存放的内容是什么? 文件目录实际上就是文件控制块的有序集合,即把所有文件控制块有机地结合起来,就构成了文件目录。
文件控制块和索引结点。专放文件目录(FCB)的文件被称为目录文件。构成目录文件的基本单元通常称为目录项——其实就是每个文件的FCB。
7.一级目录、二级目录、多级目录都是怎么组织文件信息的?各有何好处与坏处?一级目录能解决文件的重名问题吗?
单级目录结构是最简单的目录结构,在整个文件系统中仅设置一个文件目录,每个文件占用一个目录项。
单级目录结构的优点是简单,管理方便能实现文件系统的基本功能——按名存取。 但存在一些缺点:
(1)无法解决重名问题 (2)难以实现文件共享 (3)查找速度慢
每个目录项包含文件名、扩展名、文件类型和长度、文件的物理地址及其它属性。 二级目录就是为了实现文件能重名而提出的 在二级目录中,第一级为主文件目录(MFD),它用于管理所有用户文件目录,它的目录项登记了每个用户名及其文件目录的地址。 第二级为用户文件目录(UFD),它为该用户的每个文件设置一个目录项,用户只允许查看他自己的目录项。
二级目录解决了不同用户不能采用同一个文件名的问题,但还是不能分那英目录的层次关系 在多级目录结构中,对文件的访问是通过文件的路径名进行的。 路径名又分为绝对文件名和相对文件名。 多级目录有以下优点: (1)层次清楚
(2)解决了重名问题
(3)检索速度快。可为每类文件建立一个子目录,从而很容易查找。 目前的Windows等多种现代操作系统采用的都是多级(树形)目录。 多级目录的缺点是:
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