地址变换

第四章存储器管理第一部分教材习题（P159）15、在具有快表的段页式存储管理方式中，如何实现地址变换？答：在段页式系统中，为了便于实现地址变换，须配置一个段表寄存器，其中存放段表始址和段长TL。

进行地址变换时，首先利用段号S，将它与段长TL进行比较。

若S<TL，表示未越界，利用段表始址和段号来求出该段所对应的段表项在段表中的位置，从中得到该段的页表始址，并利用逻辑地址中的段内页号P来获得对应页的页表项位置，从中读出该页所在的物理块号b，再利用块号b和页内地址来构成物理地址。

在段页式系统中，为了获得一条指令或数据，须三次访问内存。

第一次访问内存中的段表，从中取得页表始址；第二次访问内存中的页表，从中取出该页所在的物理块号，并将该块号与页内地址一起形成指令或数据的物理地址；第三次访问才是真正从第二次访问所得的地址中，取出指令或数据。

显然，这使访问内存的次数增加了近两倍。

为了提高执行速度，在地址变换机构中增设一个高速缓冲寄存器。

每次访问它时，都须同时利用段号和页号去检索高速缓存，若找到匹配的表项，便可从中得到相应页的物理块号，用来与页内地址一起形成物理地址；若未找到匹配表项，则仍须再三次访问内存。

19、虚拟存储器有哪些特征？其中最本质的特征是什么？答：虚拟存储器有以下特征：多次性：一个作业被分成多次调入内存运行，亦即在作业运行时没有必要将其全部装入，只需将当前要运行的那部分程序和数据装入内存即可；以后每当要运行到尚未调入的那部分程序时，再将它调入。

多次性是虚拟存储器最重要的特征，任何其他的存储器管理方式都不具有这一特征。

因此，认为虚拟存储器是具有多次性特征的存储器系统。

对换性：允许在作业的运行过程中进行换进、换出，也即，在进程运行期间，允许将那些暂不使用的程序和数据，从内存调至外存的对换区（换出），待以后需要时再将它们从外存调至内存（换进）；甚至还允许将暂不运行的进程调至外存，待它们重又具备运行条件时再调入内存。

电脑IP地址怎么切换？在日常使用电脑上网过程中，我们可能会遇到需要切换IP地址的情况。

IP地址是用于标识互联网上设备的一串数字，我们可以通过更改该地址来实现一些特定的需求。

本文将简单介绍一些常见的切换IP地址的方法。

随着互联网的普及和发展，网络安全问题也越来越受到人们的关注。

有时候，为了保护自己的隐私或绕过某些限制，我们可能需要改变自己的网络IP地址。

一、使用深度IP转换器深度IP转换器是一种位于客户端与目标服务器之间的中间服务器，在传输过程中代为处理请求和响应。

通过使用深度IP转换器，可以间接地改变自己的网络IP地址。

具体操作步骤如下：1. 在电脑或者手机及模拟器里面打开IP转换器；2. IP转换器里面有很大城市的固定ip线路。

3.里面的线路可以随意切换使用。

使用深度IP转换器的优点是操作简单，只需要下载软件连接线路即可，适合临时或者长期切换IP隐藏IP用途，推荐使用。

二、重置路由器路由器是连接局域网和互联网之间的设备，它分配给计算机的IP地址可以通过重置路由器来改变。

具体操作步骤如下：1. 关闭路由器的电源；2. 拔掉路由器的电源线，等待一段时间后重新插入；3. 打开路由器的电源，等待路由器启动完成。

重置路由器的优点是能够完全改变网络IP地址，同时不需要额外的软件工具。

然而，重置路由器也会导致其他设置的重置，可能会影响其他设备的正常使用，不推荐。

1. 使用动态IP地址动态IP地址是由网络服务提供商（ISP）自动分配给我们的，当我们重新启动电脑或断开并重新连接Wi-Fi时，IP地址会自动更改。

这种方式适用于一般上网需求，不需要进行手动操作，常用的深度动态IP软件。

2. 重启路由器如果我们想要更改IP地址，但是没有重启电脑的选项，可以尝试重启路由器。

路由器是连接我们的设备与互联网之间的桥梁，重启它可以重新分配IP地址。

通常情况下，当路由器重新启动后，我们的IP地址也会发生变化。

3. 使用深度IP转换器深度IP转换器是专门用于保护网络传输和隐藏真实IP地址的工具。

第4章存储器管理4.1 典型例题解析【例1】某系统采用动态分区分配方式管理内存，内存空间为640K，高端40K用来存放操作系统。

在内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。

对下列的请求序列：作业1申请130K、作业2申请60K、作业3申请100K、作业2释放60K、作业4申请200K、作业3释放100K、作业1释放130K、作业5申请140K、作业6申请60K、作业7申请50K、作业6释放60K，请分别画图表示出使用首次适应算法和最佳适应算法进行内存分配和回收后内存的实际使用情况。

答：使用首次适应算法和最佳适应算法进行上述内存的分配和回收后，内存的实际使用情况分别如图(a)和(b)所示。

（a）(b)【例2】对一个将页表存放在内存中的分页系统:（1）如访问内存需要0．2μs，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机率高达90％，则有效访问时间又是多少(假定查快表需花的时间为0)?答：（1）有效访问时间为：2×0．2=0．4μs（2）有效访问时间为：0．9×0．2+(1—0．9)×2×0．2＝0．22 ps。

【例3】某系统采用页式存储管理策略，拥有逻辑空间32页，每页2K，拥有物理空间1M。

（1）写出逻辑地址的格式。

（2）若不考虑访问权限等，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，页表结构应相应作怎样的改变?答：（1）该系统拥有逻辑空间32页，故逻辑地址中页号必须用5位来描述：而每页为2K，因此，页内地址必须用11位来描述，这样可得到它的逻辑地址格式如下：等，则页表项中只需给出页所对应的物理块块号，1M的物理空间可分成29个内存块，故每个页表项至少有9位(3)如果物理空间减少一半，则页表中页表项数仍不变，但每项的长度可减少1位。

【例4】已知某分页系统，主存容量为64K，页面大小为1K，对一个4页大的作业，其0、l、2、3页分别被分配到主存的2、4、6、7块中。

1、解决死锁问题的基本方法有—预防死锁_、_避免死锁_、_检测死锁_和_解除死锁。

2、当前进程若因时间片用完而被暂停执行时，该进程应转变为—就绪—状态；若因发生某事件而不被继续运行时，该进程应转变为—阻塞—状态。

处于就绪状态的进程被调度转变为—执行—状态。

3、在分页系统中的地址结构可分为—页号—和—位移量—两部分；在分段系统中的地址结构可分为—段号—和—段内地址—两部分。

4、在段页式系统中（无快表），为获得一条指令或数据，都需三次访问内存。

第一次从内存中取得—页表始址_，第二次从内存中取得—该页所在的物理块号_，第三次从内存中取得—指令或数据_。

5、在作业_装入—时进行的链接称为静态链接；在作业运行中—调用—时进行的链接称为动态链接。

6、利用缓冲区能有效地缓和_cpu—和_I/O设备—之间速度不匹配地矛盾。

7、虚拟设备功能是使—独立设备—变成能被多个进程同时使用的—共享设备_。

1、设计现代OS的主要目标是—有效性_、—方便性_、—可扩充性—和—开放性_。

2、设备分配程序在分配外部设备时，先分配—设备_，再分配_控制器_，最后分配_通道_。

3、内存管理的主要功能是：—内存分配_、_内存保护_、_地址映射_和—内存扩充 _等。

4、页是信息的—物理—单位，进行分页是出于—系统管理—的需要；段是信息的—逻辑—单位，进行分段是出于—用户—的需要。

5、在内存分配的动态分区分配方式中，可利用—首次—适应算法、—循环首次—适应算法和_最佳—适应算法等分区分配算法。

6、在进程的整个生命周期中，系统总是通过其_PCB—对进程进行控制，PCB是—进程—存在的唯一标志.1、在操作系统中，进程是一个—能独立运行—的基本单位，也是一个—独立分配资源_和—独立接受调度—的基本单位。

2、一般说来，用户程序中所使用的地址是—逻辑地址_,而内存中各存储单元的地址是—物理地址_；将前者转换为后者的过程称作—重定位_。

3、虚拟存储器所具有的基本特征是—多次性_，—对换性__，_虚拟性_和—离散性__。

主 题题： 《操作系统原理》学习笔记内 容容：《操作系统原理操作系统原理》》学习笔记学习笔记三三————存储管理存储管理存储管理主存储器又称为内存储器，它是处理机可以直接访问的存储器。

主存速度快，但容量有限。

存储管理主要是对主存的管理，同时也涉及到主存和外存交换信息。

一、存储管理的目的与功能计算机的系统结构是以内存储器为中心。

受系统地址总线的限制，内存空间并不能做的很大。

16位地址总线，内存最大64KB 。

32位地址总线，内存最大4GB 。

在多道系统中，多个用户作业要同时使用有限的内存空间。

内存储器成为系统的“瓶颈”资源。

如何充分利用和有效管理内存空间，是操作系统必须完成的主要任务。

在多道系统中，存储管理的目的是为系统中并发运行的多道作业提供相互独立的存储空间，并为用户使用存储器提供方便。

主存储器的存储空间分为两个部分：系统区：用于存放操作系统的程序和数据。

用户区：存放系统应用程序和用户的程序和数据。

存储管理主要是对用户区的存储空间进行管理。

操作系统中存储管理的功能主要有五个方面：存储分配。

为进入系统的多个作业合理地分配存储空间每个作业的程序及其数据存放在内存空间的什么区域。

使用连续的内存区域，还是把它分成若干块来占用不连续的存储空间。

合理组织作业占用的空间，以达到既便于程序运行时存取信息，又能够最大限度地减小空间的浪费，使内存空间得到充分的利用地址变换。

用户作业调入内存空间时所处的位置是根据内存空间当时的状况决定的。

一般情况下，同一个程序在每次调入内存时所占用的位置是完全不同的。

为了保证程序在使用内存的不同区域时仍能正确地执行，必须把在程序执行时要访问的存储单元的位置，由用户在编制程序时所定的地址变换成它们在内存的实际地址。

地址变换又称为地址重定位。

存储保护。

在整个内存空间中既存放着系统的程序和数据，又有多个用户的程序和数据。

保证系统的程序和数据不被用户非法访问和破坏。

保证每一个用户信息的安全。

线性地址逻辑地址和物理地址的区别：线性地址是逻辑地址到物理地址变换之间的中间层,是处理器可寻址的内存空间(称为线性地址空间)中的地址。

程序代码会产生逻辑地址,或者说是段中的偏移地址,加上相应段的基地址就生成了一个线性地址。

如果启用了分页机制,那么线性地址可以再经变换以产生一个物理地址。

若没有启用分页机制,那么线性地址直接就是物理地址。

不过,在开启分页功能之后,一个线性地址可能没有相对映的物理地址,因为它所对应的内存可能被交换到硬盘中。

32位线性地址可用于定位4GB存储单元。

所谓物理地址,就是指系统内存的真正地址。

对于32 位的操作系统,它的范围为0x00000000~0xFFFFFFFF,共有4GB。

只有当CPU工作于分页模式时,此种类型的地址才会变得非常“有趣”。

本质上,一个物理地址是CPU插脚上可测量的电压。

操作系统通过设立页表将线性地址映射为物理地址。

Windows 2K/XP所用页表布局的某些属性对于调试软件开发人员非常有用。

分页机制把线性地址空间和物理地址空间分别划分为大小相同的块。

这样的块称为页。

通过在线性地址空间的页与物理地址空间的页之间建立映射,分页机制可以实现线性地址到物理地址的转换。

线性地址空间的页与物理地址空间的页之间的映射可根据需要来确定。

线性地址空间的任何一页,可以映射为物理地址空间中的任何一页。

逻辑地址（Logical Address）是指由程式产生的和段相关的偏移地址部分。

例如，你在进行C语言指针编程中，能读取指针变量本身值(&操作)，实际上这个值就是逻辑地址，他是相对于你当前进程数据段的地址，不和绝对物理地址相干。

只有在Intel实模式下，逻辑地址才和物理地址相等（因为实模式没有分段或分页机制,Cpu不进行自动地址转换）；逻辑也就是在Intel保护模式下程式执行代码段限长内的偏移地址（假定代码段、数据段如果完全相同）。

应用程式员仅需和逻辑地址打交道，而分段和分页机制对你来说是完全透明的，仅由系统编程人员涉及。

操作系统课程设计报告课程设计题目：页式存储管理中的地址变换作者所在系部：计算机科学与工程系作者所在专业：网络工程专业作者所在班级： B09521 作者姓名：作者学号： 200940521指导教师姓名：完成时间： 2011-12-12北华航天工业学院教务处制摘要页表的功能可以由一组专门的寄存器来实现。

一个页表项一个寄存器。

由于寄存器具有较高的访问速度，因而有利于提高地址变换的速度；但由于寄存器成本较高，且大多数现在计算机的页表又可能很大，是页表项的总数可达几千甚至几十万个，显然这些页表项不可能都用寄存器来实现，因此，页表大多驻留在内存中。

在系统中只设置页表寄存器PTR(Page-Table-Register)，在其中存放页表在的内存的始址和页表的长度。

平时，进程为执行时，页表的始址和页表长度存放在本进程的PCB中。

当调度程序调度到某进程时，才将这两个数据装入页表寄存器中。

因此，在单处理机环境下，虽然系统中可以运行多个进程，但只需一个页表寄存器。

当进程要访问某个逻辑地址中的数据时，分页地址变换机构会自动地将有效地址(相对地址)分为页号页内地址两部分，再以页号为索引去检索页表。

查找操作由硬件执行。

在执行检索之前，先将页号与页表长度进行比较，如果页号大于或等于页表长度，则表示本次所访问的地址已超越进程的地址空间。

于是，这一错误将被系统发现并产生一地址越界中断。

若未出现越界错误，则将页表始址与页号和页表项长度的乘积相加，便得到该表项在页表中的位置，于是可从中得到该页的物理块号，将之装入物理地址寄存器中。

与此同时，再将有效地址寄存器中的页内地址送入物理地址寄存器的块内地址字段中。

这样便完成了从逻辑地址到物理地址的变换。

在内存的管理的分页管理中，进程的存放是分为若干页的，这些可能存放在连续的内存中，也可能存放在不联系的内存中。

进程所分的页的大小与内存中块的大小相同。

在页表中存放着页与内存块的对应关系，调度进程时要先访问页表，将所需的页调入内存才能执行。

第四章 存储器管理1、对如图所示的内存分配情况(其中，阴影部分表示已占用块，空白部分表示空闲块)，若要申请一块40KB 的内存，对于最佳适应算法，给出分配区域的首地址（ ）。

A 、100KBB 、190KBC 、330KBD 、410KB2、如右图所示中，若要申请一块40KB 的内存，使首地址最大的分配算法（）。

A 、首次适应算法B 、最佳适应算法C 、最坏适应算法D 、循环首次适应算法3、下列算法中产生“抖动”现象的是（ ）。

A 、先进先出页面置换算法(FIFO)B 、最近最久未使用(LRU)置换算法C 、最不经常使用(LFU)置换算法D 、最佳(Optimal)置换算法4、存储管理是对内存中（ ）区域进行管理。

A 、整个内存B 、供用户使用的C 、供系统使用的D 、供程序使用的5、下面是关于存储器管理功能的论述，正确的论述是（ ）和（ ）。

A 、内存分配最基本的任务是为每道程序分配内存空间，其他追求的主要目标是提高存储空间的利用率。

B 、为了提高内存保护的灵活性，内存保护通常由软件实现。

C 、对换技术已不是现代操作系统中常用的一种技术。

D 、地址映射是指将程序空间中的逻辑地址变为内存空间的物理地址。

E 、虚拟存储器是在物理上扩充内存容量。

6、在下列存储管理方案中，不适用于多道程序的是（ ）。

A 、单一连续分配B 、固定分区分配C 、动态重定位分区分配D 、段页式存储分配7、在固定分区存储管理中，每个分区的大小是（ ）。

A 、相同的B 、可以不同但作业长度固定C 、可以不同但预先固定D 、根据用户要求而定0KB100KB 180KB 190KB 280KB 330KB 390KB410KB 512KB8、在固定分区管理中，为了提高内存的利用率，可采用如下技术（）。

A、按经常出现的作业大小来划分分区B、划分分区都相同C、不同请求队列中的作业可以申请相同的分区D、大作业可以申请多个分区9、采用固定分区管理的最大缺点是（）。