从资源管理的观点来看,操作系统的管理对象是计算机系统的资源,操作系统则是管理系统资源的程序集合。
1、试问操作系统所管理的资源有哪些?
2、操作系统从哪几个方面对资源进行管理?主要完成什么工作?
3、以存储管理中的段式存储管理为例,请叙述操作系统对内存的具体管理方案(包括功能、数据结构和算法)。
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答 案:1、操作系统所管理的资源分为硬件资源和软件资源硬件资源包括:CPU、内存、各种外部设备软件资源主要是信息(程序和数据)。2.操作系统在共享的前题下以资源分配、使用和回收为出发点考虑操作系统各部分程序的功能和算法解决并发环境中的资源管理问题。虽然操作系统所管理的各类资源的性质各不相同但所需要解决的问题以及资源管理的策略又都具有类似之处。因此每种资源管理模块都要研究以下几方面的内容:(1) 记住资源的使用状态即记住哪些资源处于空闲哪些资源已被使用和被谁使用等;(2) 确定资源的分配策略即根据各类资源的不同特点确定一组原则以决定如何进行资源的分配和调度;(3) 执行资源的分配即根据用户的要求和资源分配策略具体执行资源的分配工作;(4) 回收资源即当某些用户作业已不再需要某种资源时系统及时地回收资源以便重新分配给其它的作业使用。3、 首先从内存划分、程序逻辑地址划分、内存分配几方面考虑段式存储管理方案的工作原理:(l) 内存划分:内存空间被动态地划分为若干个长度不相同的区域每个区域称作一个物理段、每个物理段在内存中有一个起始地址称作段首址。将物理段中的所有单元从0开始依次编址称为段内地址。(2) 逻辑地址空间划分:用户程序按逻辑上有完整意义的段来划分。称为逻辑段。例如主程序、子程序、数据等都可各成一段每段对应于一个过程一个程序模块或一个数据集合。将一个用户程序的所有逻辑段从0开始编号称为段号。将一个逻辑段中的所有单元从0开始编址称为段内地址。用户程序的逻辑地址由段号和段内地址两部分组成:段号段内地址(3) 内存分配:系统以段为单位进行内存分配为每一个逻辑段分配一个连续的内存区(物理段)。逻辑上连续的段在内存不一定连续存放。然后从实现方法上考虑:(4) 建立段表系统为每个用户程序建立一张段表用于记录用户程序的逻辑段与内存物理段之间的对应关系包括逻辑段号物理段首地址和物理段长度三项内容。用户程序有多少逻辑段该段表里就登记多少行且按逻辑段的顺序排列。段表存放在内存系统区里。(5) 建立空闲区表系统中设立一张内存空闲区表记录内存中空闲区域情况用于为段分配和回收内存。系统在寻找空闲区时可采用以下三种分配算法。(l) 首先适应算法根据申请在空闲区表中选取第一个满足申请长度的空闲区。此算法简单可以快速做出分配决定。(2) 最佳适应算法根据申请在空闲区表中选择能满足申请长度的最小空闲区。此算法最节约空间因为它尽量不分割大的空闲区。其缺点是可能会形成很多很小的空闲区域称作碎片。(3) 最坏适应算法根据申请在空闲区表中选择能满足申请要求的最大的空闲区。该算法的出发点是:在大空头区中装人信息后分割剩下的空闲区相对也大还能用于装入新的信息。该算法的优点是可以避免形成碎片;缺点是分割大的空闲区后再遇到较大的申请时无法满足的可能性较大。
1、操作系统所管理的资源分为硬件资源和软件资源,硬件资源包括:CPU、内存、各种外部设备,软件资源主要是信息(程序和数据)。2.操作系统在共享的前题下,以资源分配、使用和回收为出发点,考虑操作系统各部分程序的功能和算法,解决并发环境中的资源管理问题。虽然操作系统所管理的各类资源的性质各不相同,但所需要解决的问题以及资源管理的策略又都具有类似之处。因此,每种资源管理模块都要研究以下几方面的内容:(1) 记住资源的使用状态,即记住哪些资源处于空闲,哪些资源已被使用和被谁使用等;(2) 确定资源的分配策略,即根据各类资源的不同特点确定一组原则,以决定如何进行资源的分配和调度;(3) 执行资源的分配,即根据用户的要求和资源分配策略,具体执行资源的分配工作;(4) 回收资源,即当某些用户作业已不再需要某种资源时,系统及时地回收资源,以便重新分配给其它的作业使用。3、 首先从内存划分、程序逻辑地址划分、内存分配几方面考虑段式存储管理方案的工作原理:(l) 内存划分:内存空间被动态地划分为若干个长度不相同的区域,每个区域称作一个物理段、每个物理段在内存中有一个起始地址,称作段首址。将物理段中的所有单元从0开始依次编址,称为段内地址。(2) 逻辑地址空间划分:用户程序按逻辑上有完整意义的段来划分。称为逻辑段。例如主程序、子程序、数据等都可各成一段,每段对应于一个过程,一个程序模块或一个数据集合。将一个用户程序的所有逻辑段从0开始编号,称为段号。将一个逻辑段中的所有单元从0开始编址,称为段内地址。用户程序的逻辑地址由段号和段内地址两部分组成:段号,段内地址(3) 内存分配:系统以段为单位进行内存分配,为每一个逻辑段分配一个连续的内存区(物理段)。逻辑上连续的段在内存不一定连续存放。然后,从实现方法上考虑:(4) 建立段表系统为每个用户程序建立一张段表,用于记录用户程序的逻辑段与内存物理段之间的对应关系,包括逻辑段号,物理段首地址和物理段长度三项内容。用户程序有多少逻辑段,该段表里就登记多少行,且按逻辑段的顺序排列。段表存放在内存系统区里。(5) 建立空闲区表系统中设立一张内存空闲区表,记录内存中空闲区域情况,用于为段分配和回收内存。系统在寻找空闲区时可采用以下三种分配算法。(l) 首先适应算法根据申请,在空闲区表中选取第一个满足申请长度的空闲区。此算法简单,可以快速做出分配决定。(2) 最佳适应算法根据申请,在空闲区表中选择能满足申请长度的最小空闲区。此算法最节约空间,因为它尽量不分割大的空闲区。其缺点是可能会形成很多很小的空闲区域,称作碎片。(3) 最坏适应算法根据申请,在空闲区表中选择能满足申请要求的最大的空闲区。该算法的出发点是:在大空头区中装人信息后,分割剩下的空闲区相对也大,还能用于装入新的信息。该算法的优点是可以避免形成碎片;缺点是分割大的空闲区后,再遇到较大的申请时,无法满足的可能性较大。