1.為什么要配置層次式存儲器?
a.設(shè)置多個存儲器可以使存儲器兩端的硬件能并行工作。

b.采用多級存儲系統(tǒng)，特別是Cache技術(shù)，這是一種減輕存儲器帶寬對系統(tǒng)性能影響的最佳結(jié)構(gòu)方案。

c.在微處理機(jī)內(nèi)部設(shè)置各種緩沖存儲器，以減輕對存儲器存取的壓力。增加CPU中寄存器的數(shù)量，也可大大緩解對存儲器的壓力。

2.可采用哪幾種方式將程序裝入內(nèi)存？它們分別適用于何種場合？
將程序裝入內(nèi)存可采用的方式有：絕對裝入方式、重定位裝入方式、動態(tài)運(yùn)行時裝入方式；絕對裝入方式適用于單道程序環(huán)境中，重定位裝入方式和動態(tài)運(yùn)行時裝入方式適用于多道程序環(huán)境中。

3.何為靜態(tài)鏈接？靜態(tài)鏈接時需要解決兩個什么問題?
靜態(tài)鏈接是指在程序運(yùn)行之前，先將各自目標(biāo)模塊及它們所需的庫函數(shù)，鏈接成一個完整的裝入模塊，以后不再拆開的鏈接方式。

將幾個目標(biāo)鏈接裝配成一個裝入模塊時，需解決以下兩個問題：

將相對地址進(jìn)行修改。即將除第一個模塊外的相對地址修改成裝入模塊中的相應(yīng)的相對地址。

變換外部調(diào)用符號。即將每個模塊中所用的外部調(diào)用符號，都變換為相對地址。

4.何謂裝入時動態(tài)鏈接？裝入時動態(tài)鏈接方式有何優(yōu)點(diǎn)？
裝入時動態(tài)鏈接是指將用戶源程序編譯后所得到的一組目標(biāo)模塊，在裝入內(nèi)存時，采用邊裝入邊鏈接的一種

鏈接方式，即在裝入一個目標(biāo)模塊時，若發(fā)生一個外部模塊調(diào)用事件，將引起裝入程序去找相應(yīng)的外部目標(biāo)模塊，把它裝入內(nèi)存中，并修改目標(biāo)模塊中的相對地址。

裝入時動態(tài)鏈接方式有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）便于修改和更新　　2）便于實現(xiàn)對目標(biāo)模塊的共享

5.何謂運(yùn)行時動態(tài)鏈接？運(yùn)行時動態(tài)鏈接方式有何優(yōu)點(diǎn)？
運(yùn)行時動態(tài)鏈接是將對某些模塊的鏈接推遲到程序執(zhí)行時才進(jìn)行鏈接，也就是，在執(zhí)行過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個被調(diào)用模塊尚未裝入內(nèi)存時，立即由0S去找到該模塊并將之裝入內(nèi)存，把它鏈接到調(diào)用者模塊上。

優(yōu)點(diǎn)：凡是在執(zhí)行過程中未被用過的目標(biāo)模塊，都不會被調(diào)入內(nèi)存和被鏈接到裝入模塊上，這樣不僅能加快程序的裝入過程，而且可節(jié)省大量的內(nèi)存空間。

6.在動態(tài)分區(qū)分配方式中，應(yīng)如何將各空閑分區(qū)鏈接成空閑分區(qū)鏈?
應(yīng)在每個分區(qū)的起始地址部分，設(shè)置一些用于控制分區(qū)分配的信息，以及用于鏈接各分區(qū)的前向指針；在分區(qū)尾部則設(shè)置一后向指針，通過前，后向指針將所有的分區(qū)鏈接成一個雙向鏈. P128圖4-7。主要使用雙向鏈表。

7.為什么要引入動態(tài)重定位？如何實現(xiàn)？
a.程序在運(yùn)行過程中經(jīng)常要在內(nèi)存中移動位置，為了保證這些被移動了的程序還能正常執(zhí)行，必須對程序和數(shù)據(jù)的地址加以修改，即重定位。引入重定位的目的就是為了滿足程序的這種需要。

b.要在不影響指令執(zhí)行速度的同時實現(xiàn)地址變換，必須有硬件地址變換機(jī)構(gòu)的支持，即須在系統(tǒng)中增設(shè)一個重定位寄存器，用它來存放程序在內(nèi)存中的起始地址。程序在執(zhí)行時，真正訪問的內(nèi)存地址是相對地址與重定位寄存器中的地址相加而形成的。

8.什么是基于順序搜索的動態(tài)分區(qū)分配算法？它可分為哪幾種？
為了實現(xiàn)動態(tài)分區(qū)式分配，將系統(tǒng)中的空閑分區(qū)組織成空閑分區(qū)表或空閑分區(qū)鏈。所謂順序搜索，是指按表或鏈的組織順序，

檢索表或鏈上記錄的空閑分區(qū)，去尋找一個最符合算法的、大小能滿足要求的分區(qū)。分區(qū)存儲管理中常采用的分配策略有：首次適應(yīng)算法、循環(huán)首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法、最壞適應(yīng)算法。

9.在采用首次適應(yīng)算法回收內(nèi)存時，可能出現(xiàn)哪幾種情況？應(yīng)怎樣處理這些情況？
a.回收區(qū)與插入點(diǎn)的前一個分區(qū)相鄰接，此時可將回收區(qū)與插入點(diǎn)的前一分區(qū)合并，不再為回收分區(qū)分配新表項，而只修改前鄰接分區(qū)的大??；

b.回收分區(qū)與插入點(diǎn)的后一分區(qū)相鄰接，此時合并兩區(qū)，然后用回收區(qū)的首址作為新空閑區(qū)的首址，大小為兩者之和：

c.回收區(qū)同時與插入點(diǎn)的前后兩個分區(qū)鄰接，此時將三個分區(qū)合并，使用前鄰接分區(qū)的首址，大小為三區(qū)之和，取消后鄰接分區(qū)的表項；

d.回收區(qū)沒有鄰接空閑分區(qū)，則應(yīng)為回收區(qū)單獨(dú)建立一個新表項，填寫回收區(qū)的首址和大小，并根據(jù)其首址，插入到空閑鏈中的適當(dāng)位置.

10.什么是基于索引搜索的動態(tài)分區(qū)分配算法？它可分為哪幾種？
快速適應(yīng)算法、伙伴系統(tǒng)、哈希算法

11.令buddyK(x)表示大小為2的k次方、地址為x的塊的伙伴系統(tǒng)地址，試寫出buddyK（x)通用表達(dá)式？

12.分區(qū)存儲管理中常采用哪些分配策略?比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。
分區(qū)存儲管理中常采用的分配策略有：首次適應(yīng)算法、循環(huán)首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法、最壞適應(yīng)算法。

a.首次適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：保留了高址部分的大空閑區(qū)，有利于后到來的大型作業(yè)的分配；低址部分不斷被劃分，留下許多難以利用的、小的空閑區(qū)，且每次分區(qū)分配查找時都是從低址部分開始，會增加查找時的系統(tǒng)開銷。

b.循環(huán)首次適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：使內(nèi)存中的空閑分區(qū)分布得更為均勻，減少了查找時的系統(tǒng)開銷；缺乏大的空閑分區(qū)，從而導(dǎo)致不能裝入大型作業(yè)。

c.最佳適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：每次分配給文件的都是最適合該文件大小的分區(qū)；內(nèi)存中留下許多難以利用的小的空閑區(qū)。

d.最壞適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：給文件分配分區(qū)后剩下的的空閑區(qū)不至于太小，產(chǎn)生碎片的幾率最小，對中小型文件分配分區(qū)操作有利；使存儲器中缺乏大的空閑區(qū)，對大型文件的分區(qū)分配不利。

13.為什么要引入對換？對換可分為哪幾種類型？
在多道環(huán)境下，一方面，在內(nèi)存中的某些進(jìn)程由于某事件尚未發(fā)生而被阻塞，但它卻占用了大量的內(nèi)存空間，甚至有時可能出現(xiàn)在內(nèi)存中所有進(jìn)程都被阻塞而迫使CPU停止下來等待的情況；

另一方面，卻又有著許多作業(yè)在外存上等待，因無內(nèi)存而不能進(jìn)入內(nèi)存運(yùn)行的情況。顯然這對系統(tǒng)資源是一種嚴(yán)重的浪費(fèi)，且使系統(tǒng)吞吐量下降。為了解決這一問題，在操作系統(tǒng)中引入了對換（也稱交換）技術(shù)。

可以將整個進(jìn)程換入、換出，也可以將進(jìn)程的一部分（頁、段）換入、換出。前者主要用于緩解目前系統(tǒng)中內(nèi)存的不足，后者主要用于實現(xiàn)虛擬存儲。

14.對文件區(qū)管理的目標(biāo)和對對換空間管理的目標(biāo)有何不同？
對文件區(qū)管理的主要目標(biāo)是提高文件存儲空間的利用率，然后才提高對文件的訪問速度，因此，對文件區(qū)空間的管理采取離散分配方式。

對對換空間管理的主要目標(biāo)是提高進(jìn)程換入和換出的速度，然后才是提高文件存儲空間的利用率，因此，對對換區(qū)空間的管理采取連續(xù)分配方式，較少的考慮外存中的碎片問題。

15.為實現(xiàn)對換，系統(tǒng)應(yīng)具備哪幾方面功能?
系統(tǒng)應(yīng)具備三方面功能：對換空間管理，進(jìn)程換出，進(jìn)程換入。

16.在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對換時，每次是否將整個進(jìn)程換出？為什么？
在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對換時，并非每次將整個進(jìn)程換出。這是因為：

a.從結(jié)構(gòu)上講，進(jìn)程是由程序段、數(shù)據(jù)段和進(jìn)程控制塊組成的，其中進(jìn)程控制塊總有部分或全部常駐內(nèi)存，不被換出。

b.程序段和數(shù)據(jù)段可能正被若干進(jìn)程共享，此時它們也不能被換出。

17.基于離散分配時所用的基本單位不同，可將離散分配分為哪幾種？
分頁存儲管理方式、分段存儲管理方式和段頁式存儲管理方式。

18.什么是頁面?什么是物理塊?頁面的大小應(yīng)如何確定？
頁面：分頁存儲管理將進(jìn)程的邏輯地址空間分成若干個頁，并為各頁加以編號。物理塊：把內(nèi)存的物理地址空間分成若干個塊，并為各塊加以編號。頁面大小應(yīng)選擇適中，且頁面大小應(yīng)該是2的冪，通常為1KB~8KB。

19.什么是頁表?頁表的作用是什么？
頁表是分頁式存儲管理使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一個進(jìn)程分為多少頁，它的頁表就有多少行。每一行記錄進(jìn)程的一頁和它存放的物理塊的頁號、塊號對應(yīng)關(guān)系。頁表用于進(jìn)行地址變換。

20.為實現(xiàn)分頁存儲管理，需要哪些硬件支持?
需要有頁表機(jī)制、地址變換機(jī)構(gòu)的硬件支持。

21.在分頁系統(tǒng)中是如何實現(xiàn)地址變換的？
利用地址變換機(jī)構(gòu)實現(xiàn)從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)變換，通過頁表來實現(xiàn)從頁號到物理塊號的變換，將邏輯地址中的頁號轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中的物理塊號。

22.具有快表時是如何實現(xiàn)地址變換的？
在CPU給出有效地址后，由地址變換機(jī)構(gòu)自動地將頁號P送入高速緩沖寄存器，并將此頁號與高速緩存中的所有頁號進(jìn)行比較，若其中有與此相匹配的頁號，便表示所要訪問的頁表項在快表中。于是，可直接從快表中讀出該頁所對應(yīng)的物理塊號，并送到物理地址寄存器中。如在快表中未找到對應(yīng)的頁表項，則還須再訪問內(nèi)存中的頁表，找到后，把從頁表項中讀出的物理塊號送往地址寄存器；同時，再將此頁表項存入快表的一個寄存器單元中，亦即，重新修改快表。但如果聯(lián)想寄存器已滿，則 OS 必須找到一個老的且已被認(rèn)為是不再需要的頁表項，將它換出。

23.較詳細(xì)的說明引入分段存儲管理方式是為了滿足用戶哪幾個方面的需求。
1）方便編程。用戶通常把自己的作業(yè)按照邏輯關(guān)系劃分為若干段，每段都從0編址，并有自己名字和長度。因此，希望要訪問的邏輯地址是由段名和段內(nèi)偏移量決定。

2）信息共享。在實現(xiàn)對程序和數(shù)據(jù)的共享時，是以信息邏輯單位為基礎(chǔ)。分頁系統(tǒng)中的頁是存放信息的物理單位，無完整意義，不便于共享；段是信息的邏輯單位。為了實現(xiàn)段的共享，希望存儲管理能與用戶程序分段的組織方式相適

3）信息保護(hù)。對信息的邏輯單位進(jìn)行保護(hù)，分段能更有效方便地實現(xiàn)信息保護(hù)功能。

4）動態(tài)增長。在實際應(yīng)用中，有些段特別是數(shù)據(jù)段，在使用過程中會不斷增長，事先又無法確切知道增長多少。分段存儲管理方式能較好解決這個問題

5）動態(tài)鏈接。運(yùn)行時先將主程序?qū)?yīng)的目標(biāo)程序裝入內(nèi)存并啟動運(yùn)行，運(yùn)行過程中又需要調(diào)用某段時，才將該段調(diào)入內(nèi)存鏈接。所以動態(tài)鏈接也要求以段作為管理單位。

24.在具有快表的段頁式存儲管理方式中，如何實現(xiàn)地址變換?
在CPU給出有效地址后，由地址變換機(jī)構(gòu)自動將頁號P送入高速緩沖寄存器，并將此頁號與高速緩存中的所有頁號比較，若找到匹配頁號，表示要訪問的頁表項在快表中。

可直接從快表讀出該頁對應(yīng)物理塊號，送到物理地址寄存器中。如快表中沒有對應(yīng)頁表項，則再訪問內(nèi)存頁表，找到后，把從頁表項中讀出物理塊號送地址寄存器；

同時修改快表，將此頁表項存入快表。但若寄存器已滿，則0S必須找到合適的頁表項換出。

25.為什么說分段系統(tǒng)較之分頁系統(tǒng)更易于實現(xiàn)信息共享和保護(hù)？
a.對于分頁系統(tǒng)，每個頁面是分散存儲的，為了實現(xiàn)信息共享和保護(hù)，則頁面之間需要一一對應(yīng)起來，為此需要建立大量的頁表項

b.而對于分段系統(tǒng)，每個段都從0開始編址，并采用一段連續(xù)的地址空間，這樣在實現(xiàn)共享和保護(hù)時，只需為所要共享和保護(hù)的程序設(shè)置一個段表項，將其中的基址與內(nèi)存地址一一對應(yīng)起來即可。

26.分頁和分段有何區(qū)別?
a.分頁和分段都采用離散分配的方式，且都要通過地址映射機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)地址變換，這是它們的共同點(diǎn)；

b.對于它們的不同點(diǎn)有三，第一，從功能上看，頁是信息的物理單位，分頁是為實現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存的利用率，即滿足系統(tǒng)管理的需要，而不是用戶的需要；而段是信息的邏輯單位，它含有一組其意義相對完整的信息，目的是為了能更好地滿足用戶的需要；第二頁的大小固定且由系統(tǒng)確定，而段的長度卻不固定，決定于用戶所編寫的程序；第三分頁的作業(yè)地址空間是一維的，而分段的作業(yè)地址空間是二維的。

27.試全面比較連續(xù)分配和離散分配方式.

a.連續(xù)分配是指為一個用戶程序分配一個連續(xù)的地址空間，包括單一連續(xù)分配方式和分區(qū)式分配方式，前者將內(nèi)存分為系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)，系統(tǒng)區(qū)供操作系統(tǒng)使用，用戶區(qū)供用戶使用，是最簡單的一種存儲方式，但只能用于單用戶單任務(wù)的操作系統(tǒng)中;分區(qū)式分配方式分為固定分區(qū)和動態(tài)分區(qū)，固定分區(qū)是最簡單的多道程序的存儲管理方式，由于每個分區(qū)的大小固定，必然會造成存儲空間的浪費(fèi)；動態(tài)分區(qū)是根據(jù)進(jìn)程的實際需要，動態(tài)地為之分配連續(xù)的內(nèi)存空間，常用三種分配算法：首次適應(yīng)算法，該法容易留下許多難以利用的小空閑分區(qū)，加大查找開銷；循環(huán)首次適應(yīng)算法，該算法能使內(nèi)存中的空閑分區(qū)分布均勻，但會致使缺少大的空閑分區(qū)；最佳適應(yīng)算法，該算法也易留下許多難以利用的小空閑區(qū)
b.離散分配方式基于將一個進(jìn)程直接分散地分配到許多不相鄰的分區(qū)中的思想，分為分頁式存儲管理，分段存儲管理和段頁式存儲管理.分頁式存儲管理旨在提高內(nèi)存利用率，滿足系統(tǒng)管理的需要，分段式存儲管理則旨在滿足用戶（程序員）的需要，在實現(xiàn)共享和保護(hù)方面優(yōu)于分頁式存儲管理，而段頁式存儲管理則是將兩者結(jié)合起來，取長補(bǔ)短，即具有分段系統(tǒng)便于實現(xiàn)，可共享，易于保護(hù)，可動態(tài)鏈接等優(yōu)點(diǎn)，又能像分頁系統(tǒng)那樣很好的解決外部碎片的問題，以及為各個分段可離散分配內(nèi)存等問題，顯然是一種比較有效的存儲管理方式
c.綜上可見，連續(xù)分配方式和離散分配方式各有各自的特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實際情況加以改進(jìn)和利用.