作業系統儲存器管理習題和筆記

摘自：計算機作業系統第四版

何謂靜態鏈結？靜態鏈結時需要解決兩個什麼問題？

在程式執行之前，先將各目標模組及它們所需的庫函式連線成乙個完整的裝配模組，以後不再拆開。這種事先進行連線的方式稱為靜態鏈結方式。在靜態鏈結方式時，每個應用模組都必須含有其目標模組的拷貝，無法實現對目標模組的共享。

何謂裝入時動態鏈結？裝入時動態鏈結方式有何優點？

這是指將使用者源程式編譯後所得到的一組目標模組，在裝入記憶體時，採用邊裝入邊鏈結的鏈結方式。即在裝入乙個目標模組時，若發生外部呼叫事件，將引起裝入程式去找出相應的外部目標模組，並且將它裝入記憶體。

優點：便於修改和更新，便於實現對目標模組的共享，可以將乙個目標模組連線到幾個應用模組上。

何謂執行時動態鏈結？執行時動態鏈結方式有何優點？

在許多情況下，應用程式在執行時，每次要執行的模組可能是不相同的。但是事先不知道本次需要執行哪些模組，只能將所有可能執行到的模組全部裝入記憶體，並在裝入時全部鏈結到一起，這顯然是低效的，因為往往有部分目標模組根本就不執行。

執行時動態鏈結是，將對某些模組的鏈結推遲到程式執行時才進行。在執行過程中，當發現乙個被呼叫模組尚未裝入記憶體，立即由os去找該模組，並將之裝入記憶體，將其鏈結到呼叫模組上。

優點：可以加快程式的裝入速度，而且可以節省大量的記憶體空間。

為什麼要引入動態重定位？如何實現？

在動態執行時轉入的方式中，作業裝入記憶體後的所有位址仍然都是相對邏輯位址。而將相對位址轉換為絕對（物理）位址的工作被推遲到程式指令要真正執行時進行。為使位址的轉換不會影響到指令的執行速度，必須有硬體位址變換機構的支援，程式在執行時，真正訪問的記憶體位址是相對位址與重定位暫存器中的位址相加而形成的。

位址變換過程是在程式執行期間，隨著對每條指令或資料的訪問自動進行的，故稱為動態重定位。當系統對記憶體進行了「緊湊」，而使若干程式從記憶體的某處移至另一處時，不需對程式做任何修改，只要用該程式在記憶體的新起始位址去置換原來的起始位址即可。

另外，動態重定位分割槽分配演算法與動態分割槽分配演算法基本上相同，差別僅在於：在這種分配演算法中，增加了緊湊的功能。（緊湊是指將記憶體中的所有作業進行移動，使其相鄰接，用於解決外部碎片）

什麼是對換技術？

對換，指的是把記憶體中暫時不能執行的程序或者暫時不用的資料和程式換出到外存上，以便騰出足夠的記憶體空間，再把已具有執行條件的程序或程序所需要的程式和資料換入記憶體。

為什麼要引入對換？對換可分為哪幾種型別？

一方面，在記憶體中的某些程序由於事件尚未發生而被阻塞執行，但它卻占用大量的記憶體空間，甚至有時出現記憶體中的所有程序都被阻塞，而無可執行之程序。迫使cpu停下來等待的情況。

另一方面，又有著許多作業，因為記憶體的空間不足，一直駐留在外存上，而不能進入記憶體執行，這顯然是對系統資源的浪費，使得系統吞吐量下降。

對換可以分為程序對換（整體對換）和頁面（分段）對換兩種。

為了實現程序對換，系統必須實現三方面的功能：對對換空間的管理、程序的換出和程序的換入。

對檔案管理區的目標和對對換空間管理的目標有何不同？

在具有對換功能的os中，通常把磁碟分為檔案區和對換區兩部分。

對檔案管理區的主要目標是提高檔案儲存空間的利用率，然後才是提高對檔案的訪問速度。因此，對檔案區的管理採用離散分配方式。

對換空間中，用於存放從記憶體中換出的程序，由於這些程序在對換區中駐留的時間是短暫的，而對換空間操作的頻率很高，故對對換空間的管理的主要目標是提高程序換入和換出的速度。因此，對對換空間的管理採取連續分配方式，較少考慮外存中的碎片問題。

在以程序為單位進行對換時，每次是否都將整個程序換出？為什麼？

在對程序換出時，只能換出非共享的程式和資料段，而對於那些共享的程式和資料段，只要還有程序需要它，就不能換出。

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