lec5: SPOC思考题

提前准备

（请在上课前完成）

  • 完成lec５的视频学习和提交对应的在线练习
  • git pull ucore_os_lab, v9_cpu, os_course_spoc_exercises in github repos。这样可以在本机上完成课堂练习。
  • 理解连续内存动态分配算法的实现（主要自学和网上查找）

NOTICE

  • 有"hard"标记的题有一定难度，鼓励实现。
  • 有"easy"标记的题很容易实现，鼓励实现。
  • 有"midd"标记的题是一般水平，鼓励实现。

思考题

“连续内存分配”与视频相关的课堂练习

5.1 计算机体系结构和内存层次

1.操作系统中存储管理的目标是什么？

5.2 地址空间和地址生成

1.描述编译、汇编、链接和加载的过程是什么？

2.动态链接如何使用？尝试在Linux平台上使用LD_DEBUG查看一个C语言Hello world的启动流程。 (optional)

5.3 连续内存分配

1.什么是内碎片、外碎片？ 2.最先匹配会越用越慢吗？请说明理由（可来源于猜想或具体的实验）？ 3.最差匹配的外碎片会比最优适配算法少吗？请说明理由（可来源于猜想或具体的实验）？ 4.理解0:最优匹配，1:最差匹配，2:最先匹配，3:buddy systemm算法中分区释放后的合并处理过程？ (optional)

5.4 碎片整理

1.对换和紧凑都是碎片整理技术，它们的主要区别是什么？为什么在早期的操作系统中采用对换技术？
2.一个处于等待状态的进程被对换到外存（对换等待状态）后，等待事件出现了。操作系统需要如何响应？

5.5 伙伴系统

1.伙伴系统的空闲块如何组织？

2.伙伴系统的内存分配流程？伙伴系统的内存回收流程？

课堂实践

观察最先匹配、最佳匹配和最差匹配这几种动态分区分配算法的工作过程，并选择一个例子进行分析分析整个工作过程中的分配和释放操作对维护数据结构的影响和原因。

例如：

python ./ostep3-malloc.py -S 100 -b 1000 -H 4 -a 4 -l ADDRSORT -p BEST -n 5 -c
python ./ostep3-malloc.py -S 100 -b 1000 -H 4 -a 4 -l ADDRSORT -p FIRST -n 5 -c
python ./ostep3-malloc.py -S 100 -b 1000 -H 4 -a 4 -l ADDRSORT -p WORST -n 5 -c

扩展思考题 (optional)

  1. 请参考xv6（umalloc.c），ucore lab2代码，选择四种（0:最优匹配，1:最差匹配，2:最先匹配，3:buddy systemm）分配算法中的一种或多种，在Linux应用程序/库层面，用C、C++或python来实现malloc/free，给出你的设计思路，并给出可以在Linux上运行的malloc/free实现和测试用例。
  1. 阅读slab分配算法，尝试在应用程序中实现slab分配算法，给出设计方案和测试用例。

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