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第十一讲存储器管理之连续分配方式所谓连续分配方式：是指为一个用户程序分配一个连续的内存空间。
又可把连续分配方式分为：单一连续分配，固定分区分配，动态分区分配，动态重定位分区分配，四种方式。
1 单一连续分配（单独分区分配）最简单的一种存储管理方式，但只能用于单用户、单任务的OS中。
概念：单一连续分配就是整个主存区域的用户空间均归一个用户作业使用。
存储管理方法：将内存分为系统区（内存低端，分配给OS用）和用户区（内存高端，分配给用户用）。
其中用户区是指除了系统区外的内存空间，提供给用户程序使用。
采用静态分配方式，即作业一旦进入内存，就要等待它运行结束后才能释放内存。
主要特点：管理简单，只需小量的软件和硬件支持，便于用户了解和使用。
但因内存中只装入一道作业运行，内存空间浪费大，各类资源的利用率也不高。
例子：一个容量为256KB的内存，操作系统占用32KB，剩下224KB全部分配给用户作业，如果一个作业仅需64KB，那么就有160KB的存储空间被浪费。
2 固定分区分配分区分配方式是满足多道程序设计需要的一种最简单的存储管理方法。
2.1 思想：将内存分成若干个分区（大小相等/不相等），除OS占一区外，其余的每一个分区容纳一个用户程序。
这样来实现多道并发。
2.2 分区划分方法：分区大小相等，分区大小不等。
但事先必须确定，在运行时不能改变。
即分区大小及边界在运行时不能改变。
2.3 内存分配：首先：要先建立一张分区说明表或使用表，以记录分区号、分区大小、分区的起始地址及状态（已分配或未分配）。
其次：当某个用户程序要装入内存时，由内存分配程序检索分区说明表，从表中找出一个满足要求的尚未分配的分区分配该程序，同时修改说明表中相应分区的状态；若找不到大小足够的分区，则拒绝为该程序分配内存。
第三：当程序执行完毕，释放占用的分区，管理程序将修改说明表中相应分区的状态为未分配，实现内存资源的回收。
2.4 特点主要特点：管理简单，但因作业的大小并不一定与某个分区大小相等，从而使一部分存储空间被浪费。
《操作系统》自编作业手册翟高寿北京交通大学计算机学院2009年2月编修说明《操作系统》自编作业手册综合根据自制电子课件旧版、汤子瀛教科书旧版、汤子瀛教科书新版、自编《系统程式》、参编《操作系统原理》等完成。
第一章 操作系统引论习题1.1 什么是操作系统？用自己的话谈谈你对操作系统概念的认识与理解。
1.2 设想由你自己负责组织一个项目团队来构建操作系统，你应当要求项目成员事先学习和掌握哪些硬件基础知识？并给出你对相关知识的理解与总结。
1.3 什么是输入输出重定向？什么是管道联接？分别加以举例说明。
1.4 试阐述程序接口与用户交互接口（即命令接口和图形化接口）之间的关系？并给出你对系统调用实现机制及处理过程的完整理解与总结。
1.5 谈谈你对脱机I/O和联机I/O的认识与理解。
1.6 试从多个角度来阐述单道/多道批处理系统与分时系统及实时系统的区别。
1.7 谈谈你对操作系统应当具备的资源管理功能（包括所引入的核心概念）的认识与理解。
为保证资源的有效管理与控制，操作系统于是体现出哪些特征？1.8 操作系统的基本设计原则有哪些？谈谈你对操作系统发展历程中所采用的几种结构的认识与理解。
自选实验1编程和替换Linux命令解释程序ShellI. 自己选取和设计一组联机命令，可通过调用系统内核过程加以实现或仅仅在屏幕上显示命令自身（算是虚化实现），至少一条命令如文件拷贝的处理牵涉到系统调用；II. 设计和构建命令解释程序并替换原Linux命令解释程序Shell启动系统和运行测试；III. 撰写实验报告，阐述实验目的、实验目标、实验步骤、技术难点及解决方案、关键数据结构和算法流程、测试方案与过程及运行效果、结论与体会等。
自选实验2利用C和汇编混合编程实现最简操作系统I. 实现二次装入引导过程；II. 以嵌入式汇编指令实现的C程序内核可非常简单（注意可执行程序格式）；III. 撰写实验报告，阐述实验目的、实验目标、实验步骤、技术难点及解决方案、关键数据结构和算法流程、测试方案与过程及运行效果、结论与体会等。
国家开放大学《操作系统》形考任务（单项选择题）参考答案（为方便查找，已按字母排序）A1.按文件用途来分，编译程序是（C. 系统文件）。
2.按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于（B. 系统软件）。
3.按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指（B. 先来先服务法）调度算法。
B1.把逻辑地址转变为内存物理地址的过程称作（D. 重定位）。
C1.CPU处理数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用（C. 缓冲技术）。
2.CPU启动通道后，设备的控制工作由（C. 通道独立执行预先编好的通道程序来控制）。
3.采用SPOOLing技术的目的是（D. 提高独占设备的利用率）。
4.操作系统的基本职能是（D. 控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行）。
5.操作系统对缓冲区的管理属于（A. 设备管理）的功能。
6.操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口是（D. 系统调用）。
7.操作系统是通过（A. 按名存取）来对文件进行编辑、修改、维护和检索。
8.操作系统中必不可少的调度是（B. 进程调度）。
9.从系统的角度出发，希望批处理控制方式下进入输入井的作业（D. 平均周转时间）尽可能小。
10.存储管理中，页面抖动是指（A. 被调出的页面又立刻被调入所形成的频繁调入调出现象）。
D1.当前目录是/usr/meng，其下属文件prog/file.c的绝对路径名是（D. /usr/meng/prog/file.c）。
2.当硬件中断装置发现有事件发生，就会中断正在占用CPU的程序执行，让操作系统的（C. 中断处理程序）占用CPU。
3.动态分区分配按照进程的需求量分配内存分区，所以（A. 分区的长度不是预先固定的，分区的个数是不确定的）。
4.动态重定位是在程序（C. 执行）期间，每次访问内存之前进行重定位。
F1.放在输入井中的作业处于（B. 后备）状态。
2.分区管理要求对每一个进程都分配（D. 地址连续）的内存单元。
分区分配内存管理方式的主要保护措施
分区分配内存管理方式的主要保护措施包括：
1. 内存区域隔离：将系统的内存划分为多个不同的区域或分区，每个区域独立运行，互不干扰。
这样可以有效避免一个区域的程序对其他区域的程序造成的损害。
2. 内存访问权限控制：通过设置权限位来控制程序对分配的内存区域的访问权限。
只有具有相应权限的程序才能读取或修改内存区域中的数据。
这样可以防止非法程序或恶意程序对内存的非法访问。
3. 内存边界检查：在分区分配时，可以设置边界标识，用于标识该分区的边界位置。
当一个程序试图访问超出其分配区域的内存时，系统会检测到并产生异常，从而防止了内存越界访问。
4. 内存重定位机制：为了提高内存利用率，系统会对分配的内存进行动态重定位，即在程序运行时将分配的内存映射到实际的物理内存地址上。
在进行重定位时，系统会检查所分配的内存是否已被占用，防止多个程序分配到同一块内存区域。
5. 内存释放机制：分区分配的主要问题是内存释放，即当一个程序不再需要某个分区时，需要将该内存区域释放出来以供其他程序使用。
内存释放的保护措施包括合理管理内存分配和释放的顺序，避免内存泄漏和内存溢出的问题。
6. 内存状态监控和检测：系统需要定期监控和检测分区分配的
内存状态，包括内存使用情况、内存泄漏和内存溢出等问题。
如果发现异常情况，系统需要及时采取措施，例如重新分配内存或终止程序运行，以防止系统崩溃或数据损坏。
《操作系统》2个教案《操作系统》教案章节名称：第四章存储器管理第1节程序的装⼊与链接第2节连续分配⽅式任课教师：（计算机科学系）张雪亚教材：《计算机操作系统》（汤⼦瀛编）（西安电⼦科技⼤学出版社）⼀、教学⽬的和要求1.回忆存储器的相关知识,为后⾯的学习打好基础.2.了解程序装⼊与链接的⼏种不同⽅法.3.熟悉连续的内存分配⽅式4.掌握动态分区分配的实现⽅法⼆、教学重点及难点1. 重点：动态分区分配，可重定位分区分配.2. 难点：重定位的基本概念：①为何引⼊?②如何实现?动态分区分配：①数据结构②分配算法③分配过程三、学时分配第⼀课时:引⾔,程序的装⼊⽅法,程序的连接⽅法.第⼆课时:连续分配的四种⽅式,作业.四、教学⽅法1．课堂讲授。
2．课后实验。
五、教学⼿段课堂讲授为主，如果有投影设备，可以使⽤多媒体课件向学⽣演⽰。
六、教学过程引⾔从这节课开始，我们将进⼊存储器管理的学习。
存储器是计算机系统的重要组成部分，近年来，存储器的容量虽然⼀直在不断的扩⼤，但仍然不能满⾜现代软件发展的需要，因此存储器仍然是⼀种宝贵⼜紧俏的资源。
所以如何对它加以有效的管理不仅直接影响到存储器的利⽤率，还对系统的性能有很⼤影响。
存储器的功能结构如下图所⽰，在本章中我们的主要研究对象是内存。
第⼀课时程序的装⼊和链接在多道程序环境下，程序要运⾏必须为之创建进程，⽽创建进程的第⼀件事，就是要将程序和数据装⼊内存。
如何将⼀个⽤户源程序变为⼀个可在内存中执⾏的程序，通常要经过以下⼏步：（1）编译:由编译程序（Compiler ）将⽤户源代码编译成若⼲个⽬标模块（ObjectModule ）。
（2）链接:由链接程序(Linker)将编译后形成的⽬标模块以及它们所需要的库函数，链接在⼀起，形成⼀个装⼊模块（Laod Module ）;（3）装⼊：由装⼊程序（Loader ）将装⼊模块装⼊内存。
⼀、程序的装⼊⽅法为了阐述上的⽅便，我们先介绍⼀个⽆须进⾏链接的单个⽬标模块的装⼊过程。
1.存储管理的主要功能是什么？2.何谓静态分配？何谓动态分配？3.什么叫地址重定位？怎样区分静态重定位和动态重定位？各有什么优缺点？4.分区分配有哪几种？试比较各种分区分配的优缺点。
5.试述最佳、最差、最先适应算法的基本思想，并指出它们各自的优缺点。
6.什么是存储器的内零头和外零头？它们是怎么造成的？减少它们应采取什么措施？7.试述分页存储管理的基本实现原理，并说明如何实现从逻辑空间到物理空间的变换？8.什么叫联想存储器？为什么要引进联想存储器？9.考虑一个由8个页面，每页1024个字节组成的逻辑空间，把它映射到32个物理块的存储器中：(1) 逻辑地址有多少位？(2) 物理地址有多少位？(3)存取主存中的一条指令或数据至少要访问几次主存。
10．为什么要引入虚拟存储器的概念？11.请求分页和简单分页两种存储管理方案有何不同？缺页中断是如何发生的？发生缺页中断时如何处理？12.在一个请求分页存储系统中，一个程序的页面走向为1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6请完成下表。
13. 局部化的含义是什么？14.简述段式存储管理的基本实现原理和地址变换过程。
15.某段式存储管理系统中采用如下段表：试回答：(1)给出段号和段内地址，完成段式管理中的地址变换过程。
(2)计算［0，430］，［ 1，10］，［2，500］，［ 3，400］的主存地址，其中方扩号内的第一个元素为段号，第二个元素为段内地址。
16.为什么要引入动态分段存储管理，它与请求页式存储管理有什么区别？1. 参考答案：（1）存储分配问题：主要讨论主存的分配和共享。
（2）地址变换问题：主要讨论各种地址变换机构，以及静态和动态地址重定位方法。
（3）"扩充"主存容量问题：借助于提供虚拟存储器或自动覆盖技术来达到扩充主存容量的目的，并非指硬件设备上的扩充。
（4）存储保护问题：主存内即有系统程序又有若干道用户程序，为了避免相互干扰和破坏，必须提供保护功能。
《操作系统》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：《操作系统》总学时与学分：72学时 4学分课程性质：专业必修课授课对象：计算机科学与技术专业二、课程教学目标与任务操作系统原理是一门专业基础课程，是涉及考研等进一步进修的重要课程，是计算机体系中必不可少的组成部分。
本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习，理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握操作系统的使用和一般的管理方法，从而为学生以后的学习和工作打下基础。
三、学时安排课程内容与学时分配表章节内容学时第一章操作系统引论5第二章进程管理12第三章处理机调度与死锁12第四章存储管理12第五章设备管理10第六章文件管理8第七章操作系统接口4第八章网络操作系统3第九章系统安全性3第十章UNIX操作系统3四、课程教学内容与基本要求第一章操作系统引论教学目标：通过本章的学习，使学生掌握操作系统的概念，操作系统的作用和发展过程，知道操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对计算机系统的首次扩充，是现代计算机系统必须配置的软件。
基本要求：掌握操作系统的目标和作用、发展过程、基本特征及主要功能；了解操作系统的结构设计本章重点：操作系统的概念、作用，操作系统的基本特征以及操作系统的主要功能。
本章难点：操作系统基本特征的理解，操作系统主要功能的体现。
教学方法：讲授与演示相结合1．操作系统的目标和作用：操作系统的目标、作用、推动操作系统发展的主要动力。
2. 操作系统的发展过程：无操作系统的计算机系统、批处理系统、分时系统、实时系统、微机操作系统的发展。
3．操作系统的基本特征：并发性和共享性、虚拟和异步性。
4. 操作系统的主要功能：处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能。
5. OS结构设计。
第二章进程管理教学目标：通过本章的学习使学生了解在现代的操作系统中程序并不能独立运行，作为资源分配和独立运行的基本单位都是进程。
操作系统所具有的四大特征也都是基于进程而形成的，并可以从进程的观点来研究操作系统。
满分：3 分2.放在输入井中的作业处于（）状态。
A. 执行B. 提交C. 完成 *D. 后备满分：3分3. 在操作系统中， JCB 是指（)A. 文件控制块B. 进程控制块C. 作业控制块D. 程序控制块满分：3分4. 作业调度是（）。
A. 从输入井中选取作业进入主存B. 从读卡机选取作业进入输入井C. 从主存中选取作业进程占有 CPUD. 从等待设备的队列中选取一个作业进程满分：3 分5.作业一旦进入内存即为执行状态，与之相关的进程在作业进入内存时予以创建，该进程的初 始状态为（ ）。
A. 运行态作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、（）和完成。
A. 等待B. 就绪」C. 开始* D. 执行1.C.阻塞态D.提交态满分：3 分6.进程调度根据一定的调度算法，从（）队列中挑选出合适的进程。
A.阻塞B.就绪C.运行D.等待满分：3 分7.为了保证系统的吞吐量，系统总是力争缩短用户作业的（）。
A.执行时间B.提交时间C. 输入时间D. 周转时间8.满分：3 分现有3个作业同时到达，每个作业的计算时间都是1小时，它们在一台CPU上按单道方式运行，则平均周转时间为（）小时。
A.1B. 2C. 3D. 69.满分：3 分为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（）。
A.先来先服务法B.短作业优先法C.时间片轮转法满分：3 分10. 按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指（）调度算法。
A. 先来先服务法B. 短作业优先法C. 时间片轮转法D. 优先级法满分：3 分11. 当硬件中断装置发现有事件发生，就会中断正在占用CPU的程序执行，让操作系统的（）占用CPU。
A. 系统调用程序B. 中断处理程序C. 作业管理程序D. 文件管理程序满分：3 分12. 下列中断类型中，属于自愿性中断事件的是（）。
A. 硬件故障中断B. 程序中断C. 访管中断D. 外部中断满分：3 分13. 在分时系统中，可将进程不需要或暂时不需要的部分移到外存，让岀内存空间以调入其他所需数据，称为（）。
计科技专业计算机操作系统资料一、选择题（选择最确切的一个答案，将其代码填入括号中，每空2分，共20分）1．某进程在运行过程中需要等待从磁盘上读人数据，此时该进程的状态是（）。
A. 从就绪变为运行B. 从运行变为就绪C. 从运行变为阻塞D. 从阻塞变为就绪2．可重定位内存分区分配目的为（）。
A.解决碎片问题B.便于多作业共享内存C.回收空白区方便D. 摆脱用户干预3．原语是（）。
A.一条机器指令B. 若干条机器指令组成C.一条特定指令D. 中途能打断的指令4. 设备I/O方式有如下三种：（）、（）和（）。
A.假脱机B. 询问C.联机D. 中断E.通道F. 脱机5．文件目录的主要作用是（）。
A. 按名存取B. 提高速度C. 节省空间D. 提高外存利用率6．单机操作系统的共享资源是指（）。
A. 内存、CPU、打印机B. 内存C. CPUD. 打印机7．操作系统负责为方便用户管理计算机系统的（）。
A. 程序B. 文档资料C.资源D. 进程8．没有下列设备计算机无法工作（）。
A. 软盘B. 硬盘C. 内存D. 打印机二、是非题（正确的划√，错误的划×，20分）（T）1．进程的互斥和同步的相互制约一般不会同时发生。
（T ）2．多用户操作系统在单一硬件终端硬件支持下仍然可以工作。
（T）3，作业同步面向用户而进程同步面向计算机内部资源管理控制。
（F）4．实时操作系统的响应系数最小，设备利用率最低。
（T）5．UNIX或Linux操作系统的最大特点是分时、多用户、多任务和倒树型文件结构。
（T）6．常用的缓冲技术是解决慢速设备与快速CPU处理之间协调工作。
（T ）7．死锁是指两个或多个进程都处于互等状态而无法继续工作。
（T ）8. 多用户操作系统一定是具有多道功能的操作系统。
（T）9．一般的分时操作系统无法做实时控制用。
（T）10．一个物理硬盘可以分成多个逻辑硬盘分区进行面向用户文件系统的管理。
三、填空题（40分）1．按资源分配，设备类型分为以下三类：独享设备、共享设备和虚拟设备。
期末练习题一、单项选择题注意：蓝色的选项为正确答案。
第一章1.在计算机系统中，控制和管理各种资源、有效地组织多道程序运行的系统软件称为（B ）。
A．文件系统B．操作系统C．网络管理系统D．数据库管理系统2.按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于（D ）。
A．用户软件B．应用软件C．支撑软件D．系统软件3.操作系统的基本职能是（D ）。
A. 提供功能强大的网络管理工具B. 提供用户界面，方便用户使用C. 提供方便的可视化编辑程序D. 控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行4.操作系统负责管理计算机系统的（C ）。
A．程序B．作业C．资源D．进程5.在计算机系统中，操作系统是（ A ）。
A．处于裸机之上的第一层软件B．处于硬件之下的低层软件C．处于应用软件之上的系统软件D．处于系统软件之上的用户软件6.为用户分配主存空间，保护主存中的程序和数据不被破坏，提高主存空间的利用率。
这属于（ B ）。
A．处理器管理B．存储管理C．文件管理D．作业管理7.操作系统对缓冲区的管理属于（B ）的功能。
A．处理器管理B．设备管理C．文件管理D．存储器管理8.以下不属于操作系统关心的主要问题的是（D ）。
A．管理计算机裸机B．设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面C．管理计算机系统资源D．高级程序设计语言的编译器9.以下不属于操作系统具备的主要功能的是（C ）。
A．内存管理B．中断处理C．文档编辑D．CPU调度10.在下列操作系统中，强调吞吐能力的是（B ）。
A．分时系统B．多道批处理系统C．实时系统D．网络系统11.批处理系统的主要缺点是（B ）。
A．CPU的利用率不高B．失去了交互性C．不具备并行性D．系统吞吐量小12.为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应，该操作系统应该是（B ）。
A．多道批处理系统B．分时系统C．实时系统D．网络系统13.下面不属于分时系统特征的是（ D ）。
A．为多用户设计B．需要中断机构及时钟系统的支持C．方便用户与计算机的交互D．可靠性比实时系统要求高14.在下列性质中，不属于分时系统特征的是（ D ）。
