地址重定位

第1章一、填空1．计算机由硬件系统和软件系统两个部分组成，它们构成了一个完整的计算机系统。

2．按功能划分，软件可分为系统软件和应用软件两种。

3．操作系统是在裸机上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的首次扩充。

4．操作系统的基本功能是处理机（包含作业）管理、存储管理、设备管理和文件管理。

5．在分时和批处理系统结合的操作系统中引入“前台”和“后台”作业的概念，其目的是改善系统功能，提高处理能力。

6．分时系统的主要特征为多路性、交互性、独立性和及时性。

7．实时系统与分时以及批处理系统的主要区别是高及时性和高可靠性。

8．若一个操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，则是分时操作系统。

9．如果一个操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，只追求计算机资源的利用率、大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统。

10．采用多道程序设计技术，能充分发挥CPU 和外部设备并行工作的能力。

二、选择1．操作系统是一种B 。

A．通用软件B．系统软件C．应用软件D．软件包2．操作系统是对C 进行管理的软件。

A系统软件B．系统硬件C．计算机资源D．应用程序3．操作系统中采用多道程序设计技术，以提高CPU和外部设备的A 。

A．利用率B．可靠性C．稳定性D．兼容性4．计算机系统中配置操作系统的目的是提高计算机的B 和方便用户使用。

A．速度B．利用率C．灵活性D．兼容性5．C 操作系统允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机。

A．批处理B．实时C．分时D．多道批处理6．如果分时系统的时间片一定，那么D ，响应时间越长。

A．用户数越少B．内存越少C．内存越多D．用户数越多三、问答1．什么是“多道程序设计”技术？它对操作系统的形成起到什么作用？答：所谓“多道程序设计”技术，即是通过软件的手段，允许在计算机内存中同时存放几道相互独立的作业程序，让它们对系统中的资源进行“共享”和“竞争”，以使系统中的各种资源尽可能地满负荷工作，从而提高整个计算机系统的使用效率。

地址重定位名词解释
地址重定位(计算机科学名词)
内存地址的集合称为内存空间或物理地址空间。

内存中，每一个存储单元都与相应的内存地址的编号相对应，显然，内存空间是一维线性的。

怎样把几个虚存的一维线性空间或多维线性空间变换到内存的唯一的一维物理线性空间？这涉及到两个问题：一个是虚拟空间的划分问题，另一个就是把虚拟空间中已经链接和划分好的内容装入内存，并将虚拟地址映射为内存地址的问题，称之为地址重定位或地址映射。

地址重定位
分为两种：静态地址重定位和动态地址重定位。

静态定位静态地址重定位是在虚拟空间程序执行之前，由装配程序完成的地址映射工作。

对于虚拟空间内的指令和数据来说，静态地址重定位只完成了一个首地址不同的连续地址变换。

它要求所有待执行的程序必须在程序执行之前完成它们之间的链接，否则将无法得到正确的内存地址和内存空间。

静态地址重定位的优点是不需要硬件支持，但是缺点是必须占有连续的内存空间，这就难以做到数据和程序的共享。

动态定位
动态地址重定位是程序在执行过程中，在CPU访问内存之前，将要访问的程序或数据
地址转换为内存地址。

动态地址重定位需要硬件的支持。

地址重定位机构需要一个或多个基地址寄存器BR和一个或多个程序虚拟地址寄存器VR，指令或数据的内存地址MA与虚拟地址的计算关系如下：MA=（BR）+（VR），这里的（BR），（VR）分别表示寄存器中的内容。

动态重定位的优点有：内存可以不连续分配、提供实现虚存的基础、有利于程序共享。

习题7答案1、存储管理的主要功能是什么？解内存分配、存储保护、地址变换、存储共享、存储扩充2、什么是地址空间、存储空间、逻辑地址、物理地址？解：1）地址空间：⼀个程序可以访问的地址是有限的，这个程序可以访问的地址范围我们称为地址空间，或者说是指程序⽤来访问信息所⽤的地址单元的集合。

2）存储空间：所谓存储空间是指能够访问的主存的范围。

⼀个数据在主存中的位置称为物理地址或绝对地址。

3）逻辑地址：地址空间单元的编号。

4）物理地址：存储空间单元的编号。

3、采⽤可变式分区存储管理时，能否实现虚拟存储，为什么？解：不能。

可变式分区⽅式虽然分成程序的⼤⼩可以变化，但是要求整个程序都装⼊内存才能运⾏，这样⽆法进⾏逻辑上扩充内存。

4、可变分区管理有哪⼏种存储分配算法？解：1）⾸次适应算法（First-Fit）。

这种策略总是从链表的开头开始查找。

⼀旦找到了⾜够⼤的、能满⾜给定的请求的第⼀个空闲分区，就停⽌查找。

2）下次适应算法（Next-Fit）。

⼜称为循环⾸次适应算法。

对⾸次适应算法的⼀个简单改动就是每次要从上次查找停⽌的位置开始查找，也就是前次分配后的空闲分区。

3）最佳适应算法（Best-Fit）。

这种策略的直观想法是，总是给内存请求者分配最适合它⼤⼩的空闲分区，提⾼内存的利⽤率。

5、什么是地址重定位？有哪⼏种常⽤的地址重定位⽅法？解：由于将作业装⼊到与其地址空间不⼀致的存储空间所引起的对有关地址部分的调整过程称为地址重定位。

常⽤的重定位⽅法有两种，静态重定位和动态重定位。

静态重定位是指在程序运⾏之前由链接装⼊程序进⾏的重定位。

动态重定位是在程序运⾏过程中，通过重定位寄存器来进⾏地址转换。

6、在某系统中，采⽤固定分区分配⽅式，内存分区（单位：字节）情况如下图左所⽰。

现有⼤⼩为4KB、18KB、50KB、85KB的多个作业要求进⼊内存，试画出它们进⼊内存后的空间分配情况，并说明主存浪费有多⼤。

解：从图中可以看出该系统共有4个分区，第⼀个分区的⼤⼩为10KB，第⼆个分区的⼤⼩为30KB，第三个分区的⼤⼩为80KB，第四个分区的⼤⼩为100KB。

linkage基础操作
在计算机科学中，linkage是一种用于将编译好的目标文件合
并成可执行文件或库文件的操作。

基本的linkage操作包括：
1. 链接器选择：根据目标文件的类型（可执行文件、动态库或静态库），选择适当的链接器进行链接操作。

2. 符号解析：将目标文件中的所有符号（变量、函数等）与它们的定义进行关联。

如果符号在多个目标文件中都有定义，链接器将解析这些符号的重复定义。

3. 地址重定位：将符号的引用地址替换为实际的地址。

这是因为目标文件中的符号引用地址是相对于目标文件自身的，需要进行重定位以匹配整个程序的地址空间。

4. 符号合并：如果多个目标文件中有相同的符号定义，链接器会将它们合并为一个符号，并检查是否有冲突。

5. 代码合并：将多个目标文件中的代码段合并到一个代码段中，形成最终的可执行文件或库文件。

6. 导入和导出符号表：如果库文件中有一些符号需要在外部可执行文件中使用，链接器会将这些符号导出到外部符号表；如果外部可执行文件需要使用库文件中的符号，链接器会将这些符号导入到外部符号表。

以上是linkage操作中的基础操作，具体的链接过程可能还包括其他一些特定的操作，根据具体的编译器和链接器而有所不同。

第3章（大本）习题解答一、填空1．将作业相对地址空间的相对地址转换成内存中的绝对地址的过程称为 地址重定位 。

2．使用覆盖与对换技术的主要目的是 提高内存的利用率 。

3．存储管理中，对存储空间的浪费是以 内部碎片 和 外部碎片 两种形式表现出来的。

4．地址重定位可分为 静态重定位 和 动态重定位 两种。

5．在可变分区存储管理中采用最佳适应算法时，最好按 尺寸 法来组织空闲分区链表。

6．在分页式存储管理的页表里，主要应该包含 页号 和 块号 两个信息。

7．静态重定位在程序 装入 时进行，动态重定位在程序 执行 时进行。

8．在分页式存储管理中，如果页面置换算法选择不当，则会使系统出现 抖动 现象。

9．在请求分页式存储管理中采用先进先出（FIFO ）页面淘汰算法时，增加分配给作业的块数时， 缺页中断 的次数有可能会增加。

10．在请求分页式存储管理中，页面淘汰是由于 缺页 引起的。

11．在段页式存储管理中，每个用户作业有一个 段 表，每段都有一个 页 表。

二、选择1．虚拟存储器的最大容量是由 B 决定的。

A ．内、外存容量之和B ．计算机系统的地址结构C ．作业的相对地址空间D ．作业的绝对地址空间2．采用先进先出页面淘汰算法的系统中，一进程在内存占3块（开始为空），页面访问序列为1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5、6。

运行时会产生 D 次缺页中断。

A ．7B ．8C ．9D ．10 从图3-1中的“缺页计数”栏里可以看出应该选择D 。

1 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5 6页面走向→ 3个内存块→缺页计数→图3-1 选择题2配图3．系统出现“抖动”现象的主要原因是由于 A 引起的。

A ．置换算法选择不当B ．交换的信息量太大C ．内存容量不足D ．采用页式存储管理策略 4．实现虚拟存储器的目的是 D 。

A ．进行存储保护B ．允许程序浮动C ．允许程序移动D ．扩充主存容量5．作业在执行中发生了缺页中断，那么经中断处理后，应返回执行B 指令。

操作系统-页式地址重定位模拟实验报告实验目的：1、用高级语言编写和调试模拟实现页式地址重定位。

2、加深理解页式地址重定位技术在多道程实验原理:序设计中的作用和意义。

当进程在CPU±运行时，如指令中涉及逻辑地址时，操作系统自动根据页长得到页号和页内偏移，把页内偏移拷贝到物理地址寄存器, 再根据页号，查页表，得到该页在内存中的块号，把块号左移页长的位数，写到物理地址寄存器。

三、实验内容；1、设计页表结构2、设计地址重定位算法3、有良好的人机对话界面四、存储结构typedef struct PageTableint page num; int pic num; JPageTable;PageTable PT[N];typedef struct LogicalAdd{int page_ num;int page_add;}LogicalAdd;LogicalAdd LA;int Page_le ngth;// 页长int Page_ num;// 页数int Process;//进程大小int Address;// 逻辑地址一、函数列表In put （）; // 输入In it （）; //初始化Tran slate （）；〃生成物理地址Output （）；〃输出Main （）；〃主函数六、运行结果截图：（1）输入(3)查看物理地址(4)退出■ w D?0S_2\Debu g\OS_2 心 h辆理地；it 为：347亠-一请输人次下选项-一 ，N 息? 页耒； 吻理地址；P<n_n>o 谢谢使用.再见! Press k 童y tocontinue 七、源程序代码：#in clude<iostream>#in clude<cstdlib>#in clude<stri ng>#in clude<time.h>using namespace std;#defi ne N 50 typedef structPageTable {int page_ num;int pic_ num; }PageTable;PageTable PT[N]; typedefstruct LogicalAdd {int page_ num;int page_add;}LogicalAdd;1 - 岀LogicalAdd LA;int Page_le ngth;// 页长int Page_ nu m;// 页数int Process;// 进程大小int Address;// 逻辑地址void In put(){cout <<"输入进程长度：“;cin >>Process;cout<<"输入页长:";cin >>Page_le ngth;cout<<"请输入逻辑地址：";cin >>Address;}int In it(){sran d(time(0));int i,temp;int sum=1;Page_ nu m=Process/Page_le ngth+1;〃cout<<"n um="<< Page_ num<< en dl;PT[0].pic_num=1;for(i=0;i<Page_ nu m;i++){PT[i].page_ num=i;temp=ra nd()%3+1;sum+=temp;PT[i].pic_ nu m+=sum;〃cout<< PT[i].pic_ num <<e ndl;}LA.page_ num=Address/Page_le ngth;if(LA.page_ num>=Page_ nu m){cout <<"所查逻辑地址不在该页内，初始化失败！"<<endl;return -1;}LA.page_add=Address%Page_length;int Tran slate(){int i=0;in t res;while(i<Page_ num){if(PT[i].page_ num==LA.page_num){ res=PT[i].pic_ num;break;}else i++;}if(i>=N)return -1;return res*Page_le ngth+LA.page_add; }void Output(int res){if(res==0){cout« "构造的页表如下："<<endl;coutvv "页号\t 块号"<<endl;for(i nt i=0;i<Page_ num;i++){cout << PT[i].page_num <<"\t"; coutvvPT[i].pic_ num«e ndl;}}elsecout <<"物理地址为:"<< resvvendl;}int mai n(){int k;cout« "\t************* 欢迎使用页式地址^重定位模拟系^统*****************\n";for(;;){cout <<"\t---请输入以下选项---"v<endl;coutvv "1.输入信息;"<<endl <<"2.查看页表;"<<endlv<"3.查看物理地址;"<<endl<v"4. 退出;"<<endl;cin>> k;Hu」n a)」宀宀三eaiqS W X ①=pu①vy'旺o(u —u )0・・v v 芍8-寸①Seo空eaiq0()2e_sue」匕芍d-noG ①Seo空eaiqs )芍"①Seo三eaiqV E m a l u d H s uw9ndu--L ①Seo)(善。

填空题题库1．将逻辑地址转换为____________ 地址的过程称为地址重定位。

2．一次仅允许一个进程访问的资源称为 ____________________ 。

3．存储管理的四大功能是内存的分配与回收、扩大内存空间（即建立虚拟存储器）、实现地址变换和 ____________________________ 。

4．操作系统为用户提供的两大级别的接口是操作级（如操作命令）和5．从作用范围上划分，线程可以分为 ______________________ 和____________________ 两种。

6．一个作业从它进入系统处入后备状态开始，到它运行完毕，一般划分为二级调度,它们分别是__________________ 和 ______________________ 。

7．磁盘空闲块可以按____________________ 、空白块链和位视图三种方法来组织。

8．进程调度的两种方式是 __________________ 和不可剥夺式。

9．在动态分区存储管理中,所谓最先适应算法是将自由空闲区按起始地址次序排列。

10．文件的物理结构可以分为连续、串联和_________________ 等三大类文件结构。

11．一次仅允许一个进程执行的程序称为_______________________ 。

12．产生死锁的必要条件是互斥、部分分配、 ________________________ 和不可剥夺。

13．文件的逻辑结构可分为无记录的流式文件和 ______________________ 。

14．解决死锁问题的方法包括 _________________ 、避免、检测和死锁的解除。

15．UNIX 的文件类型可分为______________________ 、目录文件、字符特殊文件或块特殊文件。

16．在一个单处理机系统中，若有3 个用户进程，CPU 当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有 _____________________________ 个。

（存储管理）存储管理的四⼤基本功能
存储管理的四⼤基本功能
1、内存分配与回收
当有作业进⼊系统时，存储管理模块就会根据当前内存情况来分配内存给它；当作业完成后，就会回收作业占⽤的内存，将这部分内存设置为可分配状态。

分配⽅式主要有两种：
静态分配：作业在运⾏之前，已经明确所需内存的⼤⼩，并且⼀次性分配；作业在运⾏的时候，不可以重新申请或移动内存。

动态分配：作业在运⾏期间，可以根据需要动态申请内存。

⽐静态分配灵活，并且能够提⾼内存的利⽤率，避免因静态分配导致不必要的信息加载到内存中。

2、地址重定位
实现程序的逻辑地址和物理地址转换，并根据物理地址重定位到物理空间。

程序中，基本都是⽤符号名来访问存储单元的。

⽽符号名存储的是逻辑地址，⽽逻辑地址可以转化为物理地址，最后可以通过物理地址直接定位存储单元。

其中重定位⼀共有两种⽅式：
3、存储保护
存储保护是为了防⽌程序越界访问、破坏其他程序或系统的存储区。

较为普遍的存储保护⽅法是：硬件的界限存储器保护法，并且还分为两种实现⽅法。

4、虚拟存储
程序的局部性分为：时间和空间的局部性。

时间局部性：某条指令被执⾏，那么在不久的将来也会被再次执⾏。

空间局部性：⼀旦程序访问某个存储单元的数据，那么不久的将来，这个存储单元附近的存储单元也可能会被访问。

由于程序的局部性原理，很多数据没有必要全部加载到内存。

因此就将那些不必要的数据暂存在外存中，等到需要的时候再调⼊到内存中。

这部分外存就充当虚拟内存，也叫虚拟存储。