北航操作系统理论课作业–储存器
- 之前学习C语言、数据结构，好多知识只是当时明白了，等到要用的时候却又不知所措，所以学习还是要认真，勤反思，多总结。希望自己以后能把学到的东西都通过博客的形式总结下来，一是加深记忆，二是需要用时能够及时找到。
1． 动态内存分配需要对内存分区进行管理，一般使用位图和空闲链表两种方法。128MB的内存以n字节为单元分配，对于链表，假设内存中数据段和空闲区交替排列，长度均为64KB。并假设链表中的每个节点需要记录32位的内存地址信息、16位长度信息和16位下一节点域信息。这两种方法分别需要多少字节的存储空间？那种方法更好？
对于位图：一共：2^27 / n 个分配单元，每个分配单元需要一个二进制数位，所以位图一共需要（2^27 / n ）/ 8 字节的空间
对于链表：一共划分为 128MB/64KB = 2^11个区
每个节点需要：32+16+16+1 = 65 bit空间。则一共需要 （2^11 ）*65/8 字节的存储空间。
- 综上看，用链表的方式对内存分区管理所占的内存较小，而且链表的容错性比位图要好。所以用链表的方式比较好
注（来源于网络）：
2． 在一个内存系统中，按内存地址排列的空闲区大小是: 10KB、4KB、20KB、18KB、7KB、9KB、12KB和15KB。对于连续的内存请求：12KB、10KB、9KB。使用FirstFit、BestFit、WorstFit和NextFit将找出哪些空闲区？
FirstFit：
20KB 10KB 18KB
BestFit：
12KB 10KB 9KB
WorstFit:
20KB 18KB 15KB
NextFit:
20KB 18KB 9KB
3． 解释逻辑地址、物理地址、地址映射，并举例说明。
**逻辑地址：**即应用程序角度看到的内存单元、储存单元、网络主机的地址。比如CPU访问储存单元时用的就是逻辑地址
**物理地址：**就是实地址，它在地址总线上真实存在，使数据总线可以访问主存某个特定的储存单元的内存地址。比如由逻辑地址经过地址映射之后得到的就是物理地址。
**地址映射：**就是指将逻辑地址与物理地址相转换的过程。比如MMU就可以实现地址映射。
4． 解释页式存储管理中为什么要设置页表和快表，简述页式地址转换过程。
设置页表：为了便于在内存中找到每个页面所对应的页框，分页系统为每个进程分配一张页表，进程逻辑的每一页，在页表中都有一个对应的页表项。
设置快表(TLB)：应用程序的空间局部性，来提高程序的内存访问效率。
页式地址转换过程：
逻辑地址分为页号和偏移两个部分，
首先根据页号找到页表中对应的页表项。
由该页表项获得页框号，
页框号与原逻辑地址的偏移拼接得到物理地址。
5． 假设一个机器有38位的虚拟地址和32位的物理地址。
(1) 与一级页表相比，多级页表的主要优点是什么？
多级页表的优点：动态调入页表，可以减少页表所占的内存
(2) 如果使用二级页表，页面大小为16KB，每个页表项有4个字节。应该为虚拟地址中
的第一级和第二级页表域各分配多少位？
虚拟地址的页号位数：2^38 / 2^14 = 2^24
因为页面大小为16KB，所以页表项分组后每个***页表的页***（内部页表的分组）的大小不能超过16KB,
因为也是用分页的方法将内部页表分组，所以分组后的每组页表项大小也不能超过原定页的大小
又因为每个页表项为4个字节，所以每个页表的页含的页表项有：2^14 / 4 = 2^12个
所以外页表的大小：2^24 / 2^12 = 2^12;
第一级：12位
第二级：12位