家庭电脑可以做网站吗,冯耀宗seo视频教程,网站备案被注销了,怎样维护自己的网站一、简答题 1.存储器管理的基本任务#xff0c;是为多道程序的并发执行提供良好的存储器环境。请问好的存储器环境”应包含哪几个方面#xff1f; 答#xff1a; 2.内存保护是否可以完全由软件实现#xff1f;为什么#xff1f; 答#xff1a;内存保护的主要任务是确保每…一、简答题 1.存储器管理的基本任务是为多道程序的并发执行提供良好的存储器环境。请问好的存储器环境”应包含哪几个方面 答 2.内存保护是否可以完全由软件实现为什么 答内存保护的主要任务是确保每道程序都只在自己的内存区内运行。这就要求系统能对每条指令所访问的地址进行越界检查。若发生越界,系统应能立即发现,并发出越界中断请求,以抛弃该指令。若每次检查完全由软件实现,则每执行一条指令时,都要增加若干条指令去执行越界的检查功能,这无疑将降低程序的执行速度,因此,越界检查通常由硬件实现,并使指令的执行与越界检查功能并行执行,从而不使程序的运行速度降低。当然,对发现有越界后的处理需与软件配合来完成。因此说内存保护功能是由硬件和软件协同完成的。 3.请解释什么是重定位为什么要重定位 答重定位允许作业在运行过程中在内存中移动的技术,必须获得硬件地址变换机构的支持。即在系统中增加一个重定位寄存器,用它来装入程序在内存中的起始地址。程序在执行时,真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而成的,这就叫做重定位。在连续分配方式中,为了利用“碎片”将作业装入,需要将内存中分散的小分区拼接成大分区,称为”拼接”或”紧凑”,但由于经过紧凑后的用户程序在内存中的位置发生了变化,若不对程序和数据的地址进行修改, 程序将无法执行,所以必须进行重定位。 4.动态重定位的实现方式有哪几种 答 5.可采用哪几种方式将程序装入内存它们分别适用于何种场合 答: (1) 绝对装入方式,适用于单道程序系统。 (2) 可重定位装入方式,适用于分区式存储管理系统。 (3) 动态运行时装入方式,适用于分页、分段式存储管理系统。 根据信息的性质来划分。(3)分页的作业地址空间是一维的,而分段作业地址空间则是二维的。 6.何谓静态链接静态链接时需要解决哪两个问题 答 静态链接的定义程序运行之前先将各目标及它们所需的库函数链接成一个完整的装配模块以后不再拆开这种事先进行链接的方式称为。 7.编写程序时源代码必须经过编译和链接生成目标代码请问什么是链接链接主要解决了什么问题简述链接的主要类型及其优缺点。 答 链接Linking 是计算机程序构建过程中的一个阶段其主要任务是将一个或多个由编译器生成的目标文件包括库文件组合成一个可执行文件、共享库或者其他类型的目标代码。链接主要解决的问题包括 符号解析 编译时函数和变量的具体地址尚未确定。这些未确定的函数和变量被称为“外部符号”。链接器的任务之一是找到这些符号的真实地址并替换相应的引用。 空间和地址分配链接器为每个模块分配空间并决定每个函数和变量在最终输出中的地址。 库处理程序员经常使用标准库或其他库中的函数。链接器从库中选择所需的模块并将其包含在最终的可执行文件中。 链接的主要类型包括 静态链接 优点 - 生成的可执行文件是独立的不依赖于外部的库文件方便部署和分发。 - 有时可能会有更好的性能因为所有的代码都在一个单一的二进制文件中。 缺点 - 如果多个程序使用相同的库静态链接会导致每个程序都有库的一个副本浪费磁盘和内存资源。 - 如果库更新需要重新链接和部署应用程序。 动态链接 -优点 - 节省磁盘空间和内存因为多个运行的程序可以共享同一个库的副本。 - 库更新时通常不需要重新链接和部署应用程序。 缺点 - 运行时需要库文件。如果库文件丢失或与应用程序版本不兼容可能会导致程序无法运行。 - 有时可能有额外的性能开销因为需要解析动态符号和加载共享库。 在实际开发中静态链接和动态链接各有应用场景选择哪种链接方式取决于项目的具体需求和目标。 8.为什么要引入对换对换可分为哪几种类型 答答:在多道环境下,一方面,在内存中的某些进程由于某事件尚未发生而被阻塞,但它却占用了大量的内存空间,甚至有时可能出现在内存中所有进程都被阻塞而迫使CPU停止下来等待的情况;另一方面,却又有着许多作业在外存上等待,因无内存而不能进入内存运行的情况。显然这对系统资源是一种严重的浪费,且使系统吞吐量下降。为了解决这一问题,在操作系统中引入了对换(也称交换)技术。 可以将整个进程换入、换出,也可以将进程的一部分(页、段)换入、换出。前者主要用于缓解目前系统中内存的不足,后者主要用于实现虚拟存储。 9.在对换技术中对文件区管理的目标和对对换空间管理的目标有何不同 答 对文件区管理的主要目标是提高文件存储空间的利用率然后才提高对文件的访问速度因此对文件区空间的管理采取离散分配方式。 对对换空间管理的主要目标是提高进程换入和换出的速度然后才是提高文件存储空间的利用率因此对对换区空间的管理采取连续分配方式较少的考虑外存中的碎片问题。 10.为什么说分段系统较分页系统更易实现信息共享与保护 答: 无论是分页系统、还是分段系统,都允许多个进程共享程序中的代码或公共数据。分页系统实现页共享的方法是,在共享进程中将共享页对应的页表项指向同一个内存块。由于分页系统的地址空间是一维的,页的划分由系统自动进行,因此会造成共享代码或数据与非共享代码或数据共处一页的情况,从而使信息的共享变得十分困难。而分段系统则在用户编程时,自然地进行分段的划分,每个分段中的信息具有相对完整的逻辑意义,正好与分段存储系统相适应,因此它比分页更容易实现信息的共享。 对信息的保护来说,也是按信息的逻辑单位进行保护,也与分段存储系统相适应,OS应保证用户进程只按允许的方式访问共享信息,而对他人的非共享信息则不允许进行任何形式的访问。分段系统比分页系统更容易实现信息的保护,我们可按各个分段的含义来对每个分段进行不同的保护,如子程序段的存取权限是只能执行,数据段的存取权限是可读可写等。 11.提高内存利用率的途径主要有哪些 答 (1)改连续分配方式为离散分配方式; (2)增加对换和覆盖机制; (3)引入动态机制; (4)引入虚拟存储器机制; (5)引入存储器共享机制。 二、计算题 12.假设一个分页存储系统具有快表多数活动页表项都可以存在于其中若页表放在内存中内存访问时间是1ns快表的命中率是85%快表的访问时间为0.1ns财效存取时间为多少 答 在有快表的分页存储系统中计算有效存取时间时需注意访问快表与访问内存的时间关系。通常系统中先访问快表未命中时再访问内存但如果题中有具体的说明计算时则应注意区别。 计算过程[(0.11)×85%(0.111)×(1-85%)]μs1.25μs。 理论 在这个分页存储系统中当需要访问内存时系统首先查找快表TLB。如果找到了对应的页表项即快表命中则直接使用该信息进行内存访问如果没有找到即快表未命中则需要首先从内存中查找页表项然后再访问实际的数据。 快表命中此时的访问时间包括查找快表的时间和1次实际的内存访问时间。 快表未命中此时的访问时间包括查找快表的时间、从内存中获取页表项的时间以及1次实际的内存访问时间。 13.对一个将页表存放在内存中的分页系统 1如果访问内存需要0.2μs则有效访问时间为多少 2如果加一快表且假定在快表中找到页表项的概率高达90%则有效访问时间又s是多少假定查快表须花费的时间为0 答 (1)不使用快表 每次内存访问实际上需要两次真正的内存访问一次是为了获取页表项一次是为了获取实际数据。 所以有效访问时间 2 × 内存访问时间 2 × 0.2μs 0.4μs 所以有效访问时间为0.4μs。 (2)使用快表 快表或称为TLBTranslation Lookaside Buffer用于缓存页表项大大减少了页表查询的时间。 考虑两种情况 快表命中此时只需1次内存访问即可。快表未命中此时需要2次内存访问。 有效访问时间 快表命中概率 × 1次内存访问时间 快表未命中概率 × 2次内存访问时间 0.9 × 0.2μs 0.1 × 0.4μs 0.18μs 0.04μs 0.22μs 14.某系统采用分页存储管理方式拥有逻辑空间32页每页2KB拥有物理空间1MB。 1写出逻辑地址的格式。 2若不考虑访问权限等则进程的页表有多少项每项至少有多少位 3如果物理空间减少一半则页表结构应相应地做怎样的改变 答 由题意逻辑空间 32页 每页大小 2KB (2^{11})B (因为1KB 2^{10})B) 物理空间 1MB (2^{20})B (1) 写出逻辑地址的格式 逻辑地址由页号和页内地址组成。页号用于索引页表而页内地址表示在该页中的偏移量。 - 页号Page Number由于总共有32页所以需要(log_2 32 5)位来表示。 - 页内地址Page Offset由于每页大小为2KB (2^{11})B所以需要11位来表示。 因此逻辑地址格式为[5位页号 | 11位页内地址] **(2) 若不考虑访问权限等则进程的页表有多少项每项至少有多少位** - 页表的项数与逻辑空间的页数相同即32项。 - 每一项的大小是决定于物理地址空间的。1MB的物理空间对应的页数是( frac{1MB}{2KB} 512)页。因此需要(log_2 512 9)位来表示物理页号。 所以每项至少有9位。 **(3) 如果物理空间减少一半则页表结构应相应地做怎样的改变** 物理空间减少一半意味着新的物理空间为0.5MB (2^{19})B。与2KB每页相除得到新的物理空间页数为256页。因此新的物理页号需要(log_2 256 8)位来表示。 因此当物理空间减少一半时页表中的每项从原来的9位减少到8位。 15.已知某分页系统内存容量为64KB页面大小为1KB对一个4页大的作业其) 1、2、3页分别被分配到内存的2、4、6、7块中。 1将十进制的逻辑地址1023、2500、3500、4500变换为物理地址。 2以十进制的逻辑地址1023为例画出地址变换过程图。 答 由题意 内存容量 64KB 页面大小 1KB 210210B 一个作业的页面映射如下1→2,2→4,3→6,4→71→2,2→4,3→6,4→7 因为每页是1KB所以逻辑地址的低10位0-9位是页内地址而更高的位是用于表示页号。 (1) 将十进制的逻辑地址1023、2500、3500、4500变换为物理地址 1023的逻辑地址 页号1023/1024 0第一页页内地址1023 % 1024 1023物理页号2物理地址 2 × 1024 1023 3071 2500的逻辑地址 页号2500/1024 2第三页页内地址2500 % 1024 452物理页号6物理地址 6 × 1024 452 6596 3500的逻辑地址 页号3500/1024 3第四页页内地址3500 % 1024 932物理页号7物理地址 7 × 1024 932 7932 4500的逻辑地址 页号4500/1024 4由题意显然只有4页所以4500这个逻辑地址是无效的不能转换为物理地址。 2具体图像如下 16.已知某系统页面长4KB每个页表项的大小为4B采用多层分页策略映射64位的用户地址空间。若限定最高层页表只占1页问它可采用几层分页策略。 答 方法一:由题意可知,该系统的用户地址空间为2(64)B,而页的大小为4KB,故作业最多可有(2^64)/(2^12)(即2^52)个页,其页表的大小则为2^(52)*4即2^(54)B。因此,又可将页表分成2(42)个页表页,并为它建立两级页表,两级页表的大小为2(44)B。依次类推,可知道它的3、4、5、6级页表的长度分别是2(34)B、2(24)B、2(14)B、2(4)B,故必须采取6层分页策略。 方法二:页面大小为4KB2^(12)B,页表项4B2^(2)B,因此一个页面可以存放2^(12)/2^(2)2(10)个页表项,因此分层数INT[64/10]6层。 17.对于表5-2所示的段表请将逻辑地址0,1371,4000)2,3600)5,230) 变换成物理地址。
段表 5-2 段号内存起始地址段长050K10KB160K3KB270K5KB3120K8KB4150K4KB 答 (0,137)对应的物理地址为:50K137 50*1024137 51337; (1,4000)的段内偏移地址越界,是一个不合法逻辑地址; (2,3600)对应的物理地址为:70K3600 75280 (5,230)的段号越界,是一个不合法逻辑地址。 三、综合应用题 18.某系统采用动态分区分配方式管理内存内存空间为640KB低端40KB存放OS。系统为用户作业分配空间时从低地址区开始。针对下列作业请求序列画图表示使用首次适应算法进行内存分配和回收后内存的最终映像。作业请求序列如下 作业1申请200KB作业2申请70KB作业3申请150KB作业2释放70KB作业4申请80KB作业3释放150KB作业5申请100KB作业6申请60KB作业7申请50KB作业6释放60KB。 答 内存分配和回收的过程 2 19.某OS采用分段存储管理方式用户区内存为512KB
空闲块链入空闲块表分配时截取空闲块的前半部分小地址部分。初始时全部空闲。执行申请、释放操作序列request(300KB、request(100KB)、release (300KB)、request (150KB)、request(5OKB)、request90KB)后 1若采用首次适应算法则空闲块表中有哪些空闲块指出大小及起始地址 2若采用最佳适应算法则空闲块表中有哪些空闲块指出大小及起始地址 3若随后又要申请80KB则针对上述两种情况会产生什么后果这说明了什么问题 答 由题意给定用户区内存大小 512KB初始时所有内存都是空闲的即有一个空闲块从地址0开始大小为512KB。 执行给定的操作序列 request(300KB)分配300KB的内存 request(100KB)分配100KB的内存 release(300KB)释放第一个申请的300KB request(150KB)分配150KB的内存 request(50KB)分配50KB的内存 request(90KB)分配90KB的内存 我们分别考虑两种算法 (1) 首次适应算法 1. 分配300KB后空闲块[300KB, 512KB-300KB 212KB] 2. 分配100KB后空闲块[400KB, 112KB] 3. 释放300KB后空闲块[0KB, 300KB], [400KB, 112KB] 4. 分配150KB后空闲块[150KB, 150KB], [400KB, 112KB] 5. 分配50KB后空闲块[200KB, 100KB], [400KB, 112KB] 6. 分配90KB后空闲块[200KB, 100KB], [490KB, 22KB] (2) 最佳适应算法 1. 分配300KB后空闲块[300KB, 212KB] 2. 分配100KB后空闲块[400KB, 112KB] 3. 释放300KB后空闲块[0KB, 300KB], [400KB, 112KB] 4. 分配150KB后空闲块[0KB, 150KB], [400KB, 112KB] 5. 分配50KB后空闲块[0KB, 100KB], [450KB, 62KB] 6. 分配90KB后空闲块[0KB, 10KB], [450KB, 62KB] (3) 随后申请80KB的后果 对于首次适应算法可以从200KB位置开始的100KB空闲块中分配80KB。剩余的空闲块为[280KB, 20KB], [490KB, 22KB]。 对于最佳适应算法可以从450KB位置开始的62KB空闲块中分配80KB但这个块太小所以这次分配请求会失败。剩余的空闲块不变为[0KB, 10KB], [450KB, 62KB]。 最佳适应算法可能会导致大量的小空闲块这使得大块的内存请求更有可能失败即使总的可用空闲空间可能足够大。这说明了碎片化问题特别是内部碎片问题。最佳适应策略可能会导致更多的内部碎片而首次适应策略可能会导致内存的低效利用但在这种情况下它能够满足80KB的请求。 20.某系统的空闲分区如表5-3所示采用可变分区分配策略处理作业。现有作业序列96KB、20KB、200KB若采用首次适应算法和最佳适应算法来处理这些作业序列则哪种算法能满足该作业序列的请求为什么 表5-3空闲分区表 段号内存起始地址段长032K100KB110KB150K25KB200K3218KB220K496KB530K 答 解:若采用最佳适应算法,在申请96K存储区时,选中的是5号分区,5号分区大小与申请空间大小一致,应从空闲分区表中删去该表项;接着申请20K时,选中1号分区,分配后1号分区还剩下12K;最后申请200K,选中4号分区,分配后剩下18K。显然采用最佳适应算法进行内存分配,可以满足该作业序列的需求。为作业序列分配了内存空间后,空闲分区表如表(a)所示。 若采用首次适应算法,在申请96K存储区时,选中的是4号分区,进行分配后4号分区还剩下122K;接着申请20K,选中1号分区,分配后剩下12K;最后申请200K,现有的五个分区都无法满足要求,该作业等待。显然采用首次适应算法进行内存分配,无法满足该作业序列的需求。这时的空闲分区表如表(b)所示。 分配后的空闲分区表 (a) 分区号 大小 起始地址 1 12K 100K 2 10K 150K 3 5K 200K 4 18K 220K (b) 分区号 大小 起始地址 1 12K 100K 2 10K 150K 3 5K 200K 4 122K 220K 5 96K 530K
