操作系统第15章作业1

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理系统的硬件资源和软件资源，协调计算机的运行，提供用户接口等。在本题中，我们关注的是操作系统中的内存管理和地址转换机制，特别是涉及到虚拟地址与物理地址的交互。 1. 虚拟地址与物理地址： 在现代操作系统中，进程看到的内存地址称为虚拟地址，而实际存储器中的地址称为物理地址。为了保护内存和提高内存利用率，操作系统使用了地址映射机制。虚拟地址通过页表或者段表等数据结构转换为物理地址。当进程试图访问一个地址时，CPU会检查该地址是否在界限寄存器定义的范围内，如果超出了这个范围，就视为非法地址，例如在描述中提到的782、507、460、667等。 2. 地址转换过程： 地址转换通常涉及基址和界限寄存器。基址寄存器存储了一个偏移量，它与虚拟地址相加得到物理地址。界限寄存器则定义了虚拟地址空间的上限，超过这个界限的地址被认为是非法的。在描述中，例如随机种子1的情况，当VA=261时，由于261<290，它是合法地址，那么PA=VA+Base=14145。 3. 界限寄存器的作用： 界限寄存器用于防止进程访问超出其分配的内存区域，这有助于防止数据损坏和其他进程的干扰。如描述中所示，当虚拟地址超过界限寄存器设定的值（如种子2的500或种子3的316），系统会报告非法地址。 4. 基址寄存器的最大值： 当运行带有特定标志（如-s 1 -n 10 -l 100）的操作时，我们需要确定基址寄存器的最大值，使得整个地址空间能放入物理内存。已知物理内存大小为16*1024比特（即16KB）。如果界限寄存器设置为100，则意味着每个进程有100个比特的虚拟地址空间。为了容纳所有地址，基址寄存器的最大值应为物理内存大小减去最大虚拟地址空间，即16284比特（16*1024 - 100）。 本作业主要考察了操作系统中的虚拟地址与物理地址的关系，地址转换的原理，以及界限和基址寄存器在内存管理中的应用。通过对不同种子的运行结果分析，我们可以深入理解这些概念，并计算出在特定条件下，基址寄存器的最大可设值。