?2021年10月自考02326操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料2

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2021年10月自考02326操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料2

一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器

常用寄存器及功能：

1、指令寄存器——用于存放當(dāng)前從主存儲(chǔ)器中讀出的指令;

2、通用寄存器——用于存放當(dāng)前參加運(yùn)算的操作數(shù)、運(yùn)算結(jié)果等;

3、控制寄存器——用于存放控制信息以保證程序的正確執(zhí)行和系統(tǒng)安全。

主存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)容量較大，存取速度快;

高速緩沖存儲(chǔ)器：速度快于主存，造價(jià)高;

輔助存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)容量大，可長(zhǎng)期存儲(chǔ)，處理器不能直接讀寫(xiě)，必須讀到主存儲(chǔ)器中才能被處理器訪問(wèn)。

二、重定位

絕對(duì)地址：把主存空間的地址編號(hào)稱(chēng)為絕對(duì)地址，與絕對(duì)地址相對(duì)應(yīng)的主存空間稱(chēng)為物理地址空間;

邏輯地址：用戶(hù)程序中使用的地址稱(chēng)為邏輯地址，與邏輯地址相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間稱(chēng)為邏輯地址空間;

重定位(地址轉(zhuǎn)換)：把邏輯地址轉(zhuǎn)換成絕對(duì)地址的工作稱(chēng)為重定位或者地址轉(zhuǎn)換，重定位分為靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種;

1、靜態(tài)重定位：地址轉(zhuǎn)換工作在作業(yè)執(zhí)行前集中一次完成，在執(zhí)行過(guò)程中無(wú)需再進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換;

2、動(dòng)態(tài)重定位：需要由軟件和硬件相互配合來(lái)實(shí)現(xiàn)，在執(zhí)行指令時(shí)根據(jù)需要將邏輯地址與基地址相加得到絕對(duì)地址;

三、單用戶(hù)連續(xù)存儲(chǔ)管理

操作系統(tǒng)占用一部分存儲(chǔ)空間，其余剩下的主存空間都分配給一個(gè)作業(yè)使用，即在任何時(shí)刻主存儲(chǔ)器中最多只有一個(gè)作業(yè)，因此不必考慮作業(yè)在主存儲(chǔ)器中的移動(dòng)問(wèn)題，可采用靜態(tài)重定位方式進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換;

四、固定分區(qū)存儲(chǔ)管理

1、主存空間的分配與收回：設(shè)置分區(qū)表，為每個(gè)分區(qū)設(shè)置標(biāo)志位，0為空閑;非0為占用;

2、地址轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)保護(hù)：設(shè)置下限寄存器和上限寄存器對(duì)存儲(chǔ)進(jìn)行保護(hù)，超出上下限范圍即由硬件產(chǎn)生“地址越界”中斷事件;

3、提高主存空間的利用率：根據(jù)經(jīng)常出現(xiàn)的作業(yè)的大小和數(shù)量來(lái)劃分分區(qū)，盡可能使各分區(qū)被充分利用;劃分分區(qū)時(shí)按分區(qū)大小進(jìn)行排列，低地址部分是較小的分區(qū)，高地址部分是較大的分區(qū);按作業(yè)對(duì)主存空間的需求量排成多個(gè)隊(duì)列;

五、可變分區(qū)存儲(chǔ)管理

1、主存空間的分配與回收：

最先適應(yīng)分配算法：第一個(gè)能滿(mǎn)足作業(yè)長(zhǎng)度要求的空閑區(qū);

最優(yōu)適應(yīng)分配算法：能滿(mǎn)足作業(yè)要求的最小空閑區(qū);

最壞適應(yīng)分配算法：能滿(mǎn)足作業(yè)要求的最大空閑區(qū);

回收時(shí)同時(shí)收回相鄰的區(qū)域;

2、地址轉(zhuǎn)換和存儲(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)，需要有硬件地址轉(zhuǎn)換機(jī)制作支持：基址寄存器、限長(zhǎng)寄存器;

基址寄存器≤絕對(duì)地址≤限長(zhǎng)寄存器

3、移動(dòng)技術(shù)：移動(dòng)技術(shù)的目的有兩個(gè)：一是集中分散的空閑區(qū);二是便于作業(yè)動(dòng)態(tài)擴(kuò)充主存;

需要注意兩個(gè)問(wèn)題：一是移動(dòng)會(huì)增加系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo);二是移動(dòng)是有條件的，并是不任何一個(gè)作業(yè)都適合移動(dòng);

六、頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理：

需要解決的兩個(gè)問(wèn)題：

一是怎樣知道主存儲(chǔ)器中哪些塊已被占用，哪些塊是空閑的：主存分配表;采用位示圖實(shí)現(xiàn)，每一位代表一塊主存;塊號(hào)=字號(hào)*字長(zhǎng)+位號(hào)、字號(hào)=[i/字長(zhǎng)]、位號(hào)=I mod字長(zhǎng);[]表示取整;

二是作業(yè)信息被分散存放后如何保證作業(yè)的正確執(zhí)行：采用動(dòng)態(tài)重定位的方式裝入作業(yè)，作業(yè)執(zhí)行時(shí)由硬件的地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)來(lái)完成從邏輯地址到絕對(duì)地址的轉(zhuǎn)換工作;絕對(duì)地址=塊號(hào)*塊長(zhǎng)+頁(yè)內(nèi)地址;由于分塊和分面的大小一致，再利用二進(jìn)制乘法的特性，只要把邏輯地址中的頁(yè)內(nèi)地址作為絕對(duì)地址中的低地址部分，而根據(jù)頁(yè)號(hào)從頁(yè)表中查得主存塊號(hào)作為絕對(duì)地址中的高地址部分，就能得到應(yīng)訪問(wèn)的主存儲(chǔ)器的絕對(duì)地址;快表：利用高速緩沖存儲(chǔ)器存放頁(yè)表的一部分，把存放在調(diào)整緩沖存儲(chǔ)器中的部分頁(yè)表稱(chēng)為快表;快表的淘汰策略：最簡(jiǎn)單的是先進(jìn)先出;

頁(yè)式存儲(chǔ)管理有利于實(shí)現(xiàn)多個(gè)作業(yè)共享程序和數(shù)據(jù)。

七、虛擬存儲(chǔ)器：

頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理的實(shí)現(xiàn)：缺頁(yè)中斷;

頁(yè)面調(diào)度：采用某種算法選擇一頁(yè)暫時(shí)調(diào)出，把它存放到磁盤(pán)上去，讓出主存空間，用來(lái)存放當(dāng)前要使用的頁(yè)面，這一過(guò)程稱(chēng)為頁(yè)面調(diào)度;

抖動(dòng)(顛簸)：頁(yè)面調(diào)度非常頻繁一致于使大部分時(shí)間都花費(fèi)在來(lái)回調(diào)度上，稱(chēng)為抖動(dòng);

頁(yè)面調(diào)度算法：一是先進(jìn)先出調(diào)度算法;二是最近最久未使用調(diào)度算法;三是最近最不經(jīng)常使用算法。

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