*操作系统的存储管理的主要内容是什么？
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解决时间 2021-11-25 18:46
- 提问者网友：末路
- 2021-11-25 09:15
*操作系统的存储管理的主要内容是什么？
最佳答案
- 五星知识达人网友：夜风逐马
- 2021-11-25 10:30
存储管理即是对主存的管理，它是操作系统的重要功能之一。主存储器是计算机系统中的一种宝贵资源，对主存的管理和有效使用是操作系统中十分重要的内容。为了便于对主存进行有效的管理，应该将主存分成若干个区域，以便同时存放多个用户程序和系统软件。因此，存储管理应具有如下功能：主存的分配和回收、提高主存的利用率、“扩充”主存容量和存储保护。存储分配主要解决多道作业之间划分主存空间的问题，存储分配有三种主要方式：直接分配方式、静态分配方式和动态分配方式。绝大多数计算机系统都采用静态分配方式或动态分配方式。为了实现静态和动态两种存储分配策略，需要采用将逻辑地址与物理地址分开，并对逻辑地址实施地址重定位技术。所谓重定位是由于一个作业装入到与其地址空间不一致的存储空间时所引起的有关地址调整过程，实质上，这是一个地址变换过程，地址变换也称为地址映射。根据地址变换进行的时间及采用的技术手段不同，可以把重定位分为两类：静态重定位和动态重定位。所谓静态重定位是在程序运行之前，由链接装配程序进行的重定位。静态重定位的特点是无需增加硬件地址变换机构，但要求为每个程序分配一个连续的存储区，且在程序执行期间不能移动，故难于做到程序和数据的共享；动态重定位是在程序的执行过程中，每当访问到指令或数据时，将要访问的程序或数据的逻辑地址转换成物理地址。动态重定位的实现需要依靠硬件地址变换机构。最简单的实现方法是利用一个重定位寄存器。动态重定位的特点是需要附加硬件的支持，优点是可以将程序分配到不连续的存储区中，在程序运行之前可以只装入部分代码即可运行，然后在程序运行期间，根据需要动态地申请分配内存，所以，便以程序段的共享，并且可向用户提供一个比主存的存储空间大得多的地址空间，该地址空间也称为虚拟存储器。
全部回答
- 1楼网友：鱼芗
- 2021-11-25 12:03
这是我收集的你看全吗问题一：⑴ 存储管理的实质是什么？(对内存的管理，主要对内存中用户区进行管理)⑵ 多道程序中，为方便用户和充分利用内存以提高内存利用率，内存管理的任务是什么？(内存空间的分配和回收、内存空间的共享、存储保护、地址映射、内存扩充)。⑶ 如何实现存储保护？
答：在多道程序系统中，内存中既有操作系统，又有许多用户程序。为使系统正常运行，避免内存中各程序相互干扰，必须对内存中的程序和数据进行保护。
1、防止地址越界
对进程所产生的地址必须加以检查，发生越界时产生中断，由操作系统进行相应处理。
2、防止操作越权
对属于自己区域的信息，可读可写；
对公共区域中允许共享的信息或获得授权可使用的信息，可读而不可修改；
对未获授权使用的信息，不可读、不可写。
存储保护一般以硬件保护机制为主，软件为辅，因为完全用软件实现系统开销太大，速度成倍降低。当发生越界或非法操作时，硬件产生中断，进入操作系统处理(4) 物理存储器分几类？(内存、外存、缓存)⑸ 虚存储器的含义是什么？(两层含义)
答：虚存储器有两层含义，一是指用户程序的逻辑地址构成的地址空间；二是指当内存容量不满足用户要求时，采用一种将内存空间与外存空间有机地结合在一起，利用内外存自动调度的方法构成一个大的存储器，从而给用户程序提供更大的访问空间。⑹ 什么叫物理地址？什么叫逻辑地址？什么叫地址映射？地址映射分哪几类？(静态、动态)
答：物理地址是内存中各存储单元的编号，即存储单元的真实地址，它是可识别、可寻址并实际存在的。
用户程序经过编译或汇编形成的目标代码，通常采用相对地址形式，其首地址为零，其余指令中的地址都是相对首地址而定。这个相对地址就称为逻辑地址或虚拟地址。逻辑地址不是内存中的物理地址，不能根据逻辑地址到内存中存取信息。
为了保证CPU执行程序指令时能正确访问存储单元，需要将用户程序中的逻辑地址转运行时可由机器直接寻址的物理地址，这一过程称为地址映射或地址重定位。
地址映射可分为两类：
1、静态地址映射 2、动态地址映射问题二：⑴ 怎样对内存进行分区？(静态、动态；等长、不等长)
答：对内存空间的划分是可以静态的，也可以动态的；可以是等长的，也可以不等长。
静态划分是指系统运行之前就将内存空间划分成若干区域，通常，分配给进程的内存可能比进程实际所需的区域长。
动态划分是在系统运行过程中才划分内存空间。这样，系统可按进程所需要的存储空间大小为其分配恰好满足要求的一个或多个区域。
等长分区是将存储空间划分为若干个长度相同的区域。
不等长分区则是将存储空间划分若干个长度不同的区域。⑵ 根据分区情况，从如何实现进程的内存分配？
答：1、静态等长分区的分配
2、动态异长分区的分配⑶ 什么叫碎片？(零散的小空闲区) 怎样解决碎片问题？(紧凑技术)
答：所谓碎片是指内存中出现的一些零散的小空闲区域。
解决碎片的方法是移动所有占用区域，使所有的空闲区合并成一片连续区域。这一过程称为紧凑，这一技术就是紧凑技术。。问题三：⑴ 存储管理方案有哪些？(分区管理、页式管理、段式管理、段页式管理、虚拟存储管理)⑵ 分区管理的基本思想是什么？主要缺点是什么？
基本思想：将内存划分成若干连续的区域，称为分区，每个分区装入一个运行作业。
主要缺点：不能充分利用内存，也不能实现对内存的扩充。⑶ 什么是固定分区？什么是可变分区？各有什么优缺点？
答：固定分区：系统将内存划分为若干固定的分区，当作业申请内存时，系统为其选择一个适当的分区，并装入内存运行。由于分区大小是事先固定的，因而可容纳作业的大小受到限制，而且当用户作业的地址空间小于分区的存储空间时，浪费了一些存储空间。
可变分区：是指在作业装入内存时建立分区，使分区的大小正好与作业要求的存储空间相等。引入可变分区方法，使内存分配有较大的灵活性，也提高了内存利用率。但是可变分区会引起碎片的产生。⑷ 分区管理可以采用的内存分配策略是什么？
首先适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法。⑸ 为实现地址映射和存储保护，系统为用户程序提供了哪些寄存器？
基址寄存器、限长寄存器；上界寄存器、下界寄存器。问题四：⑴ 试述页式存储管理的基本原理
① 内存划分。
② 逻辑地址空间划分。
③ 页面大小。
④ 内存分配。⑵ 试述页式存储管理的实现方法
① 建立页表。② 建立空闲页面表。
③ 硬件支持。④ 地址映射过程。⑶ 为了提高存取速度，可以使用快表技术。试述这一技术是如何实现的？
答：快表技术是在地址映射机构中增加一个小容量的联想寄存器（相联存储器），它由高速寄存器组成，成为一张快表，快表用来存放当前访问最频繁的少数活动页的页号。
在快表中，除了逻辑页号、物理页号对应外，还增加了几位。特征位表示该行是否为空，用0表示空，用1表示有内容；访问位表示该页是否被访问过，用0表示未访问，1表示已访问，这是为了淘汰那些用得很少甚至不用的页面而设置的。
快表只存放当前进程最活跃的少数几页，随着进程的推进，快表内容动态更新。当用户程序需要存取数据时，根据该数据所在逻辑页号在快表中找出对应的物理页号，然后拼接页内地址，以形成物理地址；如果在快表中没有相应的逻辑页号，则地址映射仍然通过内存中的页表进行，得到物理页号后须将该物理页号填到快表的空闲单元中。有无空闲单元，则根据淘汰算法淘汰某一行，再填入新得到的页号。实际上查找快表和查找内存页表是并行进行的，一旦发现快表中有与所查页号一致的逻辑页号就停止查找内存页表。问题五：⑴ 试述段页式存储管理的基本思想
答：段页式存储管理的基本思想是：
1、用页式方法来分配和管理内存空间，即把内存划分成若干大小相等的页面；
2、用段式方法对用户程序按照其内在的逻辑关系划分成若干段；
3、再按照划分内存页面的大小，把每一段划分成若干大小相等的页面；
4、用户程序的逻辑地址由三部分组成，形式如下：
段号页号页内地址
5、内存是以页为基本单位分配给每个用户程序的，在逻辑上相邻的页面内存不一定相邻。⑵ 如何实现段页式存储管理
答：1、建立段表2、建立页表3、建立内存空闲页面表4、硬件支持5、地址映射过程问题六：⑴ 虚拟存储技术的基本思想
答：虚拟存储技术的基本思想是利用大容量的外存来扩充内存，产生一个比有限的实际内存空间大得多的、逻辑的虚拟内存空间，以便能够有效地支持多道程序系统的实现和大型作业运行的需要，从而增强系统的处理能力。⑵ 虚拟存储技术的理论基础(局部性原理)
答：程序局部性原理：虚拟存储管理的效率与程序局部性程序有很大关系。根据统计，进程运行时，在一段时间内，其程序的执行往往呈现出高度的局限性，包括时间局部性和空间局部性。
1、时间局部性：是指若一条指令被执行，则在不久，它可能再被执行。
2、空间局部性：是指一旦一个存储单元被访问，那它附近的单元也将很快被访问。⑶ 虚拟存储管理的基本原理
答：虚拟存储的基本原理是：当进程要求运行时，不是将它的全部信息装入内存，而将将其一部分先装入内存，另一部分暂时留在外存。进程在运行过程中，要使用的信息不在内存时，发生中断，由操作系统将它们调入内存，以保证进程的正常运行。⑷ 虚拟存储管理的分类
答：虚拟存储管理分为：虚拟页式、虚拟段式和虚拟段页式。⑸ 以虚拟页式存储管理为例介绍虚拟存储管理的实现过程
答：虚拟页式存储管理的基本思想是，在进程开始执行之前，不是装全部页面，而是只装一个（甚至0个）页面，然后根据进程执行的需要，动态地装入其它页面。
1、页表 2、缺页中断处理3、页面淘汰⑹ 在虚存中，页面在内存与外存中频繁地调试，系统效率急剧下降，称为颠簸。试说明产生颠簸的原因。通过什么方式可以防止颠簸的发生？
答：颠簸是由缺页率高而引起的。
系统规定缺页率的上界和下界。当运行进程缺页率高于上界时，表明所分给它的物理页面数过少，应当增加；反之，当运行进行缺页率低于下界时，表明所分给它的物理页面数过多，可以减少。这样，根据缺页率反馈可动态调整物理页面的分配，以防止颠簸的发生。
答：在多道程序系统中，内存中既有操作系统，又有许多用户程序。为使系统正常运行，避免内存中各程序相互干扰，必须对内存中的程序和数据进行保护。
1、防止地址越界
对进程所产生的地址必须加以检查，发生越界时产生中断，由操作系统进行相应处理。
2、防止操作越权
对属于自己区域的信息，可读可写；
对公共区域中允许共享的信息或获得授权可使用的信息，可读而不可修改；
对未获授权使用的信息，不可读、不可写。
存储保护一般以硬件保护机制为主，软件为辅，因为完全用软件实现系统开销太大，速度成倍降低。当发生越界或非法操作时，硬件产生中断，进入操作系统处理(4) 物理存储器分几类？(内存、外存、缓存)⑸ 虚存储器的含义是什么？(两层含义)
答：虚存储器有两层含义，一是指用户程序的逻辑地址构成的地址空间；二是指当内存容量不满足用户要求时，采用一种将内存空间与外存空间有机地结合在一起，利用内外存自动调度的方法构成一个大的存储器，从而给用户程序提供更大的访问空间。⑹ 什么叫物理地址？什么叫逻辑地址？什么叫地址映射？地址映射分哪几类？(静态、动态)
答：物理地址是内存中各存储单元的编号，即存储单元的真实地址，它是可识别、可寻址并实际存在的。
用户程序经过编译或汇编形成的目标代码，通常采用相对地址形式，其首地址为零，其余指令中的地址都是相对首地址而定。这个相对地址就称为逻辑地址或虚拟地址。逻辑地址不是内存中的物理地址，不能根据逻辑地址到内存中存取信息。
为了保证CPU执行程序指令时能正确访问存储单元，需要将用户程序中的逻辑地址转运行时可由机器直接寻址的物理地址，这一过程称为地址映射或地址重定位。
地址映射可分为两类：
1、静态地址映射 2、动态地址映射问题二：⑴ 怎样对内存进行分区？(静态、动态；等长、不等长)
答：对内存空间的划分是可以静态的，也可以动态的；可以是等长的，也可以不等长。
静态划分是指系统运行之前就将内存空间划分成若干区域，通常，分配给进程的内存可能比进程实际所需的区域长。
动态划分是在系统运行过程中才划分内存空间。这样，系统可按进程所需要的存储空间大小为其分配恰好满足要求的一个或多个区域。
等长分区是将存储空间划分为若干个长度相同的区域。
不等长分区则是将存储空间划分若干个长度不同的区域。⑵ 根据分区情况，从如何实现进程的内存分配？
答：1、静态等长分区的分配
2、动态异长分区的分配⑶ 什么叫碎片？(零散的小空闲区) 怎样解决碎片问题？(紧凑技术)
答：所谓碎片是指内存中出现的一些零散的小空闲区域。
解决碎片的方法是移动所有占用区域，使所有的空闲区合并成一片连续区域。这一过程称为紧凑，这一技术就是紧凑技术。。问题三：⑴ 存储管理方案有哪些？(分区管理、页式管理、段式管理、段页式管理、虚拟存储管理)⑵ 分区管理的基本思想是什么？主要缺点是什么？
基本思想：将内存划分成若干连续的区域，称为分区，每个分区装入一个运行作业。
主要缺点：不能充分利用内存，也不能实现对内存的扩充。⑶ 什么是固定分区？什么是可变分区？各有什么优缺点？
答：固定分区：系统将内存划分为若干固定的分区，当作业申请内存时，系统为其选择一个适当的分区，并装入内存运行。由于分区大小是事先固定的，因而可容纳作业的大小受到限制，而且当用户作业的地址空间小于分区的存储空间时，浪费了一些存储空间。
可变分区：是指在作业装入内存时建立分区，使分区的大小正好与作业要求的存储空间相等。引入可变分区方法，使内存分配有较大的灵活性，也提高了内存利用率。但是可变分区会引起碎片的产生。⑷ 分区管理可以采用的内存分配策略是什么？
首先适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法。⑸ 为实现地址映射和存储保护，系统为用户程序提供了哪些寄存器？
基址寄存器、限长寄存器；上界寄存器、下界寄存器。问题四：⑴ 试述页式存储管理的基本原理
① 内存划分。
② 逻辑地址空间划分。
③ 页面大小。
④ 内存分配。⑵ 试述页式存储管理的实现方法
① 建立页表。② 建立空闲页面表。
③ 硬件支持。④ 地址映射过程。⑶ 为了提高存取速度，可以使用快表技术。试述这一技术是如何实现的？
答：快表技术是在地址映射机构中增加一个小容量的联想寄存器（相联存储器），它由高速寄存器组成，成为一张快表，快表用来存放当前访问最频繁的少数活动页的页号。
在快表中，除了逻辑页号、物理页号对应外，还增加了几位。特征位表示该行是否为空，用0表示空，用1表示有内容；访问位表示该页是否被访问过，用0表示未访问，1表示已访问，这是为了淘汰那些用得很少甚至不用的页面而设置的。
快表只存放当前进程最活跃的少数几页，随着进程的推进，快表内容动态更新。当用户程序需要存取数据时，根据该数据所在逻辑页号在快表中找出对应的物理页号，然后拼接页内地址，以形成物理地址；如果在快表中没有相应的逻辑页号，则地址映射仍然通过内存中的页表进行，得到物理页号后须将该物理页号填到快表的空闲单元中。有无空闲单元，则根据淘汰算法淘汰某一行，再填入新得到的页号。实际上查找快表和查找内存页表是并行进行的，一旦发现快表中有与所查页号一致的逻辑页号就停止查找内存页表。问题五：⑴ 试述段页式存储管理的基本思想
答：段页式存储管理的基本思想是：
1、用页式方法来分配和管理内存空间，即把内存划分成若干大小相等的页面；
2、用段式方法对用户程序按照其内在的逻辑关系划分成若干段；
3、再按照划分内存页面的大小，把每一段划分成若干大小相等的页面；
4、用户程序的逻辑地址由三部分组成，形式如下：
段号页号页内地址
5、内存是以页为基本单位分配给每个用户程序的，在逻辑上相邻的页面内存不一定相邻。⑵ 如何实现段页式存储管理
答：1、建立段表2、建立页表3、建立内存空闲页面表4、硬件支持5、地址映射过程问题六：⑴ 虚拟存储技术的基本思想
答：虚拟存储技术的基本思想是利用大容量的外存来扩充内存，产生一个比有限的实际内存空间大得多的、逻辑的虚拟内存空间，以便能够有效地支持多道程序系统的实现和大型作业运行的需要，从而增强系统的处理能力。⑵ 虚拟存储技术的理论基础(局部性原理)
答：程序局部性原理：虚拟存储管理的效率与程序局部性程序有很大关系。根据统计，进程运行时，在一段时间内，其程序的执行往往呈现出高度的局限性，包括时间局部性和空间局部性。
1、时间局部性：是指若一条指令被执行，则在不久，它可能再被执行。
2、空间局部性：是指一旦一个存储单元被访问，那它附近的单元也将很快被访问。⑶ 虚拟存储管理的基本原理
答：虚拟存储的基本原理是：当进程要求运行时，不是将它的全部信息装入内存，而将将其一部分先装入内存，另一部分暂时留在外存。进程在运行过程中，要使用的信息不在内存时，发生中断，由操作系统将它们调入内存，以保证进程的正常运行。⑷ 虚拟存储管理的分类
答：虚拟存储管理分为：虚拟页式、虚拟段式和虚拟段页式。⑸ 以虚拟页式存储管理为例介绍虚拟存储管理的实现过程
答：虚拟页式存储管理的基本思想是，在进程开始执行之前，不是装全部页面，而是只装一个（甚至0个）页面，然后根据进程执行的需要，动态地装入其它页面。
1、页表 2、缺页中断处理3、页面淘汰⑹ 在虚存中，页面在内存与外存中频繁地调试，系统效率急剧下降，称为颠簸。试说明产生颠簸的原因。通过什么方式可以防止颠簸的发生？
答：颠簸是由缺页率高而引起的。
系统规定缺页率的上界和下界。当运行进程缺页率高于上界时，表明所分给它的物理页面数过少，应当增加；反之，当运行进行缺页率低于下界时，表明所分给它的物理页面数过多，可以减少。这样，根据缺页率反馈可动态调整物理页面的分配，以防止颠簸的发生。
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