d. 分段与分页的区别：

a) 页是信息的物理单位，段是信息的逻辑单位

i.

分页提高内存的利用率，仅仅是系统管理上的需要，用户不可见。段是信息的逻辑单位，它通常包括的是一组意义相对完整的信息，分段段的目的主要在于能更好地满足用户的需要

b) 页的尺寸由系统决定，段的尺寸因段而异

i.

段的长度取决于用户编写的程序，通常由编译程序在对源程序进行编译时根据信息的性质来划分

c) 页的地址空间是一维的，段的地址空间是二维的

i.

分页：用户必须通过链接编辑程序，把各程序段链接成一个相对于0编址的线性空间，程序中是通过地址编号来确定空间中的位置的。因此用户向系统提供的是一个一维的逻辑地址空间。 ii.

分段：用户不把各程序段链接成一个相对于0进行编制的一维线性空间，各程序段之间是通过{段号，段内位移}进行访问的。因此，用户向系统提供的是一个二维的逻辑地址空间

6) 段页式存储管理：（三次访问内存）

a. 基本原理：分段和分页原理的结合，即先将用户程序分成若干个段，再把

每个段分成若干个页，并为每一个段赋予一个段名。 a) 作业地址空间结构：主程序段，子程序段，数据段 b) 地址结构：段号，段内页号，页内地址

b. 系统设置了位示图、段表和页表，记录主存的使用情况和作业分配情况

a) 逻辑地址=段号+页号+页内位置 b) 块号*块长+页内地址 c.

虚拟存储器：是具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统，其逻辑容量由内存容量和外存容量之和所决定，其运行速度接近于内存速度。

a) 特征：多次性、对换性、虚拟性、离散性 d. 请求分页式存储管理（需要硬件支持）

a) 是基于分页式存储管理的一种虚拟存储器

“请求分页式”是指当程序运行中需要某一页时，再把它从辅助存储

器里调入内存使用，解决了小内存与大作业的矛盾，但会产生内部碎片

b) 缺页中断是指在指令执行期间，若发现所要访问的指令或数据不在内

存时，便立即产生和处理缺页中断信号，以便能及时将所缺之页面调入内存

e. 缺页中断与一般中断的区别

{缺页中断率=缺页次数/页面总数}

a) 缺页中断是在执行一条指令中间时产生的中断，并立即去处理，一般

中断则是一条指令执行完毕后，当发现有中断请求时，才去响应和处理

b) 缺页中断处理完成后，仍返回到原指令去执行，因为那条指令并未执

行；而一般中断则是到下一条指令去执行，因为上一条指令已经执行完毕了

f.

影响缺页中断次数的因素： a) 分配给作业的内存块数 b) 页面尺寸 c) 程序的实现

7) 页面淘汰（置换）算法：

页面淘汰是由缺页中断引起的，但缺页中断不见得一定引起页面淘汰 a. 先进先出页面淘汰（置换）算法（FIFO）

淘汰最先进入内存的页面 （3个内存块都为空，3次缺页中断） b. 最近最久未用页面淘汰（置换）算法（LRU）

总是把最长时间未被访问过的页面淘汰出去 （需要寄存器和栈） c.

最近最少用页面淘汰（置换）算法（LFU） 总是把当前使用的最少的页面淘汰出去

为每个内存中的页面设置一个计数器（移位寄存器） 加1 d. 最优（最佳）页面淘汰（置换）算法（OPT）

把以后不再使用的或最长时间内不会用到的页面淘汰出去（理论上，不会实现）

注：对于FIFO页面淘汰算法，有时增加分配给作业的可用内存块数，它的缺页次数反而上升，通常称为异常现象

第四章 设备管理

1．“设备”泛指计算机系统中的各种外部设备，外设（即主机以外的其他所有设备）在众多的I/O设备中，并不是所有的设备都是可以共享的，可以借助于磁盘，把只能独享的设备变为共享，这就是所谓的“虚拟设备” {SPOOLing技术}

2．设备是指计算机中用以在机器之间进行传送和接收信息，完成用户输入/输出（I/O）操作的那些部件。比如磁盘、磁带、打印机、显示器、鼠标、键盘······

3．计算机I/O系统的组织结构： （1）底层是具体的设备和硬件接口

（2）中间是系统软件（与设备相关软件、与设备无关软件） （3）用户程序

4．I/O设备一般是由执行I/O操作的机械部分和执行控制I/O的电子部件组成 （1）执行I/O操作的机械部分就是一般的I/O设备 （2）执行控制I/O的电子部件称为设备控制器或适配器

① 为了能够使CPU设备控制器中的各个寄存器进行通信，通常采用“单独的I/O空间”和“内存映射I/O”两种方法

② 设备控制器是CPU与外围设备之间的接口，是一个可编址设备，每一个地址对应一个设备

功能：

? 接收和识别命令 ? 数据交换

? 标识和报告设备的状态 ? 地址识别 ? 数据缓冲区 ? 差错控制 组成：

? 设备控制器与处理机（CPU）的接口 ? 设备控制器与设备的接口 ? I/O逻辑：用于实现对设备的控制 5．设备驱动程序：

6．设备处理方式：

（1）为每一类设备设置一个进程，专门用于执行这类设备的I/O操作

（2）在整个系统中设置一个I/O进程，专门用于执行系统中所有各类设备的I/O操作 （3）不设置专门的设备处理进程，而只为各类设置相应的设备驱动程序，供用户或系统进程调用

7．设备驱动程序的处理过程 （1）将抽象要求转换为具体要求

（2）对服务请求进行校验，即检查I/O请求的合法性 （3）检查设备的状态 （4）传送必要的参数 （5）启动I/O设备 （6）工作方式的设置

I/O接口程序：是操作系统中与设备无关的软件，它从上层接收用户对设备提出的I/O请求，然后负责吧I/O请求转变成所需要的I/O命令，调用具体的设备驱动程序去执行

系统都是用主设备号和次设备号组成“逻辑设备名”

操作系统提供的设备无关性的优点：

? 方便用户 ? 提高设备的利用率

8．计算机设备的分类 （1）基于设备的从属关系

a. 系统设备（键盘、显示器、打印机、磁盘驱动） b. 用户设备 （2）基于设备的分配特性

a. 独享设备（打印机） b. 共享设备 c.

虚拟设备（SPOOLing技术）

（3）基于设备的工作特性

a. 输入/输出设备（字符设备）