《操作系統(tǒng)原理與實踐教程(第三版)/高等學(xué)校計算機(jī)應(yīng)用規(guī)劃教材》
1.處理器管理功能
處理器是計算機(jī)軟硬件體系的心臟,是制約整個計算機(jī)體系性能的最重要器件,因此處理器性能是否被充分發(fā)揮關(guān)系著整個計算機(jī)體系的性能。操作系統(tǒng)的主要任務(wù)之一就是合理有效地管理處理器,使其在現(xiàn)有環(huán)境下盡可能地發(fā)揮最大功效,提供更高的處理效率。
處理器的管理功能主要體現(xiàn)在創(chuàng)建、撤銷進(jìn)程,并按照一定的算法為其分配所需資源,同時還要管理和控制各用戶的多個進(jìn)程的協(xié)調(diào)運行,確保各個進(jìn)程可以正確地通信。在多道程序的OS中,這些管理功能最終通過對進(jìn)程的控制和管理來實現(xiàn),而在具有線程機(jī)制的OS中,這些功能的實現(xiàn)還依賴于對線程的管理和控制。
2.存儲器管理功能
存儲器是用來存放程序和數(shù)據(jù)的容器,是為計算機(jī)系統(tǒng)提供運作數(shù)據(jù)和具體指令序列的器件。操作系統(tǒng)所管理的存儲器包括內(nèi)存、外存等。因此存儲器管理的主要任務(wù)就是將各種存儲器件統(tǒng)一管理,保證多道程序的良好運行環(huán)境,同時還要兼顧內(nèi)存利用率、邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存的需求以及用戶的感受,提供優(yōu)良的控制、存取功能,為用戶提供操控存儲器的手段。
為實現(xiàn)上述要求,存儲器管理應(yīng)具有內(nèi)存分配、內(nèi)存回收、內(nèi)存保護(hù)、地址映射和虛擬內(nèi)存等功能。
。1)內(nèi)存分配
內(nèi)存分配指的是為每道程序分配合適的內(nèi)存空間,使其能在運行期問將運行所需數(shù)據(jù)放置在內(nèi)存指定區(qū)域,以保證CPU能夠順利地獲取指令并存取指定數(shù)據(jù)。分配內(nèi)存空問時應(yīng)盡量提高內(nèi)存空間的利用率,減少不可用內(nèi)存空間。此外還應(yīng)能響應(yīng)正在運行的程序發(fā)出的動態(tài)空間申請,以便滿足新增指令和數(shù)據(jù)對新空間的需求。
內(nèi)存分配通常采用動態(tài)和靜態(tài)兩種方式。靜態(tài)分配方式指的是程序在裝入內(nèi)存時需要估計所需空間,一旦進(jìn)入內(nèi)存開始運行,就不能再申請新的空間,也不能將該程序所占空間“搬運”到其他位置。動態(tài)分配方式指的是盡管程序裝入內(nèi)存時申請了一定的空間,但在程序運行期間還可以為運行過程中所需的新的程序和數(shù)據(jù)再申請額外的空間,以滿足程序空間動態(tài)增長的需要。
。2)內(nèi)存回收
內(nèi)存回收指的是當(dāng)程序運行完畢后,將各程序在裝入內(nèi)存時所分配的空間重新置為空閑分區(qū),并交由OS統(tǒng)一管理,以備其他程序申請使用。
在內(nèi)存的分配和回收過程中,為了記錄當(dāng)前內(nèi)存使用和分配情況,OS通常還要配置內(nèi)存分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),以便為后期分配和回收提供依據(jù)。
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