上海大學操作系統(tǒng)2復習資料資料

1、存儲管理的主要功能：地址轉換（邏輯地址轉為物理地址存儲器的分配和回收存儲保護存儲擴充地址轉換（重定位）邏輯地址物理地址；多道程序中編譯程序不可能預支經(jīng)編譯后所得到的目標模塊應放在內(nèi)存何處，不能用絕對裝入，要用可重定位裝入。靜態(tài)轉換：在裝入時對目標程序中指令和數(shù)據(jù)地址進行修改動態(tài)轉換地址轉換推遲到真正執(zhí)行時靜態(tài)的不允許程序運行時在內(nèi)存中移動位置，動態(tài)的可以分配方式連續(xù)分配單一連續(xù)分配單個程序獨占固定分區(qū)分配劃分分區(qū)：分區(qū)大小相等、不等內(nèi)存分配：按大小排序，分區(qū)使用表優(yōu)點：能在內(nèi)存中裝入多道程序缺點：存儲空間浪費動態(tài)分區(qū)分配數(shù)據(jù)結構：空閑分區(qū)表；空閑分區(qū)鏈動態(tài)分區(qū)分配算法：順序搜索算法（用于不太大

2、的系統(tǒng)）首次適應：空閑分區(qū)地址遞增，從鏈首開始尋找，滿足要求后切割優(yōu)點：優(yōu)先利用低址，保留高址大空閑區(qū)，為以后到達的大作業(yè)分配大的內(nèi)存空間創(chuàng)造了條件缺點：低址部分被不斷劃分，留下許多難以利用的、很小的空閑分區(qū)循環(huán)首次適應：空閑分區(qū)地址遞增，從上次找到的下個空閑分區(qū)開始優(yōu)點：避免低址部分留下太多空閑分區(qū)缺點：缺乏大的空閑分區(qū)最佳適應：空閑分區(qū)大小遞增，找到的第一個優(yōu)點：避免大材小用缺點：每次切割剩下的都是最小的，會留下難以利用的碎片最壞適應：找最大的一個空閑分區(qū)優(yōu)點：使剩下的空間不會太小，產(chǎn)生碎片的可能性最小，對中小作業(yè)有利缺點：缺乏大的空閑分區(qū)索引搜索算法（大中型系統(tǒng)）快速適應：每一類相同容量

3、的分區(qū)，單獨設一個鏈表，查找時先去索引表，然后去鏈表取下第一塊即可（可將其理解為一個菜單）優(yōu)點：提高搜索速度缺點：分區(qū)歸還主存時較為復雜；分配空閑分區(qū)時是以進程為單位的，一個分區(qū)只屬于一個進程，存在浪費（以空間換空間）伙伴系統(tǒng)：內(nèi)容看書吧時間性能：劣于快速適應，優(yōu)于順序搜索空間性能：劣于順序搜索優(yōu)于快速適應哈希算法直接根據(jù)分區(qū)大小利用哈希函數(shù)計算分配內(nèi)存：m.size-u.size<=size回收內(nèi)存：回收區(qū)與前后空閑分區(qū)的鄰接情況動態(tài)可重定位分區(qū)分配比動態(tài)分區(qū)增加了緊湊功能地址變換在程序執(zhí)行期間隨著對每條指令或數(shù)據(jù)的訪問自動進行（動態(tài)地址轉換）離散分配方式分頁存儲管理：將用戶程序的地址

4、空間分為若干固定大小的區(qū)域（頁）頁面：進程的邏輯地址空間分為若干頁物理塊：內(nèi)存的物理地址空間分為若干塊若干頁裝入多個可以不相鄰的物理塊最后一頁經(jīng)常裝不滿，形成的碎片為“頁內(nèi)碎片”頁面太小減小內(nèi)存碎片，內(nèi)存利用率提高每個進程占用頁面過多，頁表過長，占用大量內(nèi)存降低頁面換進換出的效率頁面太大減少頁表長度，提高換進換出效率頁內(nèi)碎片增大頁面適中大?。?的冪，通常為1kb-8kb邏輯地址形式：頁號+位移量/頁內(nèi)地址（一維）頁表：實現(xiàn)從頁號到物理塊號的地址映射進程的各個頁離散的存儲在內(nèi)存的任一物理塊中為了找到每個頁面對應的物理塊地址轉換機構硬件（一個頁表項用一個寄存器）實現(xiàn)的動態(tài)地址轉換機構存儲保護：頁表

5、長度寄存器執(zhí)行檢索前，先將頁號與頁表長度進行比較，若頁號大于等于頁表長度，則表示本次訪問的地址已超越進程的地址空間。這一錯誤被系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生越界中斷若未發(fā)生越界錯誤，則將頁表始址與頁號*頁表項長度相加，得到該表項在頁表中的位置快表在地址變換機構中增設一個具有并行查詢能力的特殊高速緩沖寄存器（快表）快表不命中時要訪問兩次內(nèi)存一次訪問內(nèi)存中的頁表，找到物理塊，將塊號與頁內(nèi)偏移量W（即頁內(nèi)地址）拼接以形成物理地址第二次從第一次得到的地址中獲得所需要的數(shù)據(jù)分段存儲管理：把用戶地址空間分為大小不同的若干段為了滿足用戶（程序員）在編程和使用（信息共享、信息保護、動態(tài)增長、動態(tài)鏈接）上的要求，支持以模塊為單

6、位進行邏輯地址形式：段號+段內(nèi)地址（二維，既包含一部分地址空間，又標識了邏輯關系）數(shù)據(jù)結構段表（記錄該段在內(nèi)存中的起始地址和段的長度）段表可放在寄存器（提高地址轉換速度）或內(nèi)存（更常見）中地址轉換段表寄存器（存放段表始址和段表長度），硬件實現(xiàn)的動態(tài)地址轉換存儲保護進行地址變換時，系統(tǒng)將邏輯地址中的段號S與段表長度TL進行比較，若S>TL則段號太大，訪問越界，產(chǎn)生越界中斷信號分頁分段管理比較分頁分段大小固定、硬件決定小固定、程序決定信息信息的物理單位獨立的信息邏輯單元，更便于共享目的r提高內(nèi)存利用率方便程序設計邏輯地址一維，頁號+頁內(nèi)地址二維，段號+段內(nèi)地址段頁式管理既有分段系統(tǒng)的易于實現(xiàn)

7、、分段可共享、易于保護、動態(tài)鏈接等優(yōu)點，也能像分頁系統(tǒng)那樣，很好的解決內(nèi)存的外部碎片問題先將用戶程序分成若干段，再把每個段分成若干頁，并為每個段賦予一個段名邏輯地址：段號+段內(nèi)頁號+頁內(nèi)地址（二維）數(shù)據(jù)結構：每個進程一張段表（頁表地址和頁表長度），每個段一張頁表，位視圖地址轉換：硬件（段表寄存器）實現(xiàn)的動態(tài)地址轉換機構，訪問3次內(nèi)存第一次訪問內(nèi)存中的段表，得到頁表始址；第二次訪問內(nèi)存中的頁表，去除該頁所在的物理塊號，并將該號與頁內(nèi)地址一起形成指令或數(shù)據(jù)的物理地址，第三次訪問從第二次訪問得到的地址中取出指令或數(shù)據(jù)。常規(guī)存儲器一次性：作業(yè)必須一次性裝入內(nèi)存后方能運行駐留性：作業(yè)被裝入內(nèi)存后，整個作

8、業(yè)都一直駐留在內(nèi)存中，其中任何部分都不會被換出，直至運行結束局部性原理在一較短時間內(nèi)，程序的執(zhí)行僅局限于某個部分，相應地，它所訪問的存儲空間也局限于某個區(qū)域。時間局限性：若程序的某條指令被執(zhí)行，則不久后這條指令可能再次被執(zhí)行，若某條數(shù)據(jù)被訪問過，則這條數(shù)據(jù)可能再次被訪問。原因是程序中存在著大量的循環(huán)操作空間局限性：一旦程序訪問了某個存儲單元，在不久后，其附近的存儲單元也將被訪問，即程序在一段時間內(nèi)所訪問的地址可能集中在一定的范圍內(nèi)。典型情況是程序的順序執(zhí)行虛擬存儲器定義：具有請求調入功能和置換功能，能從邏輯上對內(nèi)存容量加以擴充的一種存儲器系統(tǒng)。邏輯容量由內(nèi)存容量和外村容量之和決定，運行速度接近

9、于內(nèi)存速度，成本又接近外存特征多次性：一個作業(yè)的程序和數(shù)據(jù)無需在作業(yè)運行時一次性全部裝入內(nèi)存，而是允許被分成多次調入內(nèi)存運行，只需將當前需要運行的那部分程序和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存即可對換性：一個作業(yè)的程序和數(shù)據(jù)，無需在作業(yè)運行時一直常駐內(nèi)存，而是允許在作業(yè)的運行過程中進行換進換出虛擬性：用戶看到的內(nèi)存容量遠大于十級內(nèi)存容量實現(xiàn)方法分頁請求系統(tǒng)分段請求系統(tǒng)請求分頁數(shù)據(jù)結構頁號、物理塊號、狀態(tài)位P、訪問字段A、修改位M、外存地址狀態(tài)位：指示該頁是否已調入內(nèi)存訪問字段：記錄本頁在一段時間內(nèi)被訪問的次數(shù)或時多久未被訪問，提供給置換算法進行換進換出時的參考修改位：標識該頁是否被修改過，供置換頁面參考外存地址：通

10、常時物理塊號，供調入該頁時參考動態(tài)地址轉換硬件+軟件缺頁中斷內(nèi)存分配固定分配局部置換：進程物理塊固定；缺頁時只能從分配給該頁的n個頁面中選出一頁換出，然后再調入一頁，以保證分配給進程的內(nèi)存空間不變可變分配全局置換：進程運行期間分配的物理塊可調整；缺頁則將空閑的物理塊分配給該進程，分配給該進程的內(nèi)存空間增加可變分配局部置換調入策略預調頁：預先估計在不久后便會被訪問的頁面，將其調入內(nèi)存請求調頁：進程發(fā)現(xiàn)需要訪問某程序和數(shù)據(jù)，但此頁面不在內(nèi)存，便立即提出請求，由OS將需要的頁面調入內(nèi)存從哪里調入對換區(qū)：系統(tǒng)擁有足夠的對換區(qū)空間（進程運行前將與該進程有關的文件從文件去拷貝僅對換區(qū)文件區(qū)：系統(tǒng)缺少足夠的

11、對換區(qū)空間UNIX方式：放在文件區(qū)的直接從文件區(qū)調入；曾經(jīng)用過又換出的，由于放在對換區(qū)，直接從對換區(qū)調入；由于unix系統(tǒng)允許頁面共享，某進程請求的頁面若被其他進程調入內(nèi)存，可直接使用抖動：剛被換出的頁面很快又要被使用，需要重新調入，此時再選一頁調出；而此剛被調出的頁面又很快要被訪問，又需要調入，如此頻繁的更換頁面，以致一個進程在運行中把大部分時間花費在頁面置換工作上，稱該進程發(fā)生了“抖動”預防方法：采用局部置換；把工作集算法融入處理機調度；利用“L=S'準則調節(jié)缺頁率；選擇暫停的進程影響缺頁率的因素：置換算法、頁面大小、進程分得的頁塊數(shù)量，進程訪問內(nèi)存的離散程度。工作集在某段時間間隔

12、內(nèi)，進程實際要訪問頁面的集合置換算法OPT最佳置換算法：理想化，性能最好，實際無法實現(xiàn)，以其作為標準衡量其他算法的優(yōu)劣FIFO先進先出算法：最直觀，性能最差，實際應用極少LRU最近最久未用算法NRU最近未用算法LFU最近最少使用算法請求分段段的大小受到物理內(nèi)存配置的限制便于實現(xiàn)段的動態(tài)鏈接便于實現(xiàn)段的共享：共享段表段的置換時，有時還要“緊湊”合并空閑分區(qū)才能換入要裝入的段。文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)主要功能文件目錄管理提供文件操作的接口文件存儲空間的管理文件的共享和文件保護、保密文件：文件是指由創(chuàng)建者所定義的、具有文件名的一組相關元素的集合文件系統(tǒng)：從用戶角度看，是實現(xiàn)“按名存取”文件的軟件。邏輯文件（邏輯結構）：用戶所看到的文件是由一系列的邏輯記錄組成的，是用戶可以直接處理的數(shù)據(jù)及其結構，獨立于文件的物理特性，又稱問文件組織無結構的字符流文件有結構的記錄文件物理文件（物理結構）：文件在存儲介質上的結構，用戶看不到邏輯結構與物理結構都會贏下對文件的檢索速度文件目錄：文件控制塊的集合，UNIX中，文件目錄是文件名與inode號構成的目錄項的集合。目錄文件：文件的內(nèi)容是文件的目錄（D