1.静态链接程序完成什么功能？
静态链接程序（Static Linker）是编译器工具链中的一部分，它主要完成以下功能：
- 符号解析：静态链接程序将目标文件中使用的符号（如函数名、全局变量名等）与其定义进行匹配，建立符号表，以便后续的链接。
- 地址重定位：静态链接程序将目标文件中的代码和数据段中的相对地址转换为绝对地址，并调整各个模块之间的地址引用关系，使得最终生成的可执行文件中的各个模块能够正确地连接在一起。
- 符号和重定位表的生成：静态链接程序生成包含符号信息和重定位信息的符号表和重定位表，这些信息将用于动态链接或加载过程中的符号解析和地址重定位。
- 合并目标文件：静态链接程序将多个目标文件中的代码和数据段合并为一个单独的可执行文件，将各个模块之间的引用关系解析并建立连接关系。
- 优化和压缩：在链接过程中，静态链接程序可能会进行一些优化操作，例如删除未被引用的代码或数据、合并相同的代码段等，以减小最终可执行文件的大小。
总的来说，静态链接程序的主要功能是将多个目标文件中的代码和数据段连接在一起，解决符号引用和地址重定位问题，生成最终的可执行文件。这样就可以在运行时一次性加载所有的代码和数据，使得程序的运行更加高效和稳定。
2.请说明分页存储管理的基本原理
分页存储管理是计算机内存管理的一种方式，它将物理内存和逻辑地址空间划分为固定大小的页（Page），同时将逻辑地址空间划分为相同大小的页框（Page Frame）。每个进程的逻辑地址空间被划分为多个页，而物理内存也被划分为多个页框，通过页表的映射关系实现逻辑地址到物理地址的映射。
分页存储管理的基本原理包括以下几个步骤：
- 地址转换：当CPU生成一个逻辑地址时，包含了一个页号和一个页内偏移量。通过页表，操作系统可以将页号映射到对应的页框号，从而得到物理地址。
- 逻辑地址到物理地址的映射：通过页表，可以将进程中的逻辑地址映射到物理内存中的实际地址。页表记录了每个页号对应的页框号，当CPU访问一个逻辑地址时，会首先在页表中查找对应的页框号，然后将页框号与页内偏移量组合成物理地址。
- 内存保护：通过页表中的访问权限位（如读写执行权限），可以实现对内存的保护。如果进程试图访问未授权的内存区域，系统会触发异常并终止进程。
- 页面置换：当物理内存不足以容纳所有进程的所有页时，需要进行页面置换。页面置换算法会根据一定的策略将某些页面从内存中换出到磁盘上，以便为新的页腾出空间。
- TLB缓存：为提高地址转换的速度，通常会使用快速缓存TLB（Translation Lookaside Buffer）来存储最近访问的页表项，加速逻辑地址到物理地址的转换过程。
总的来说，分页存储管理通过将进程的逻辑地址空间和物理内存划分为固定大小的页，并通过页表建立映射关系，实现了逻辑地址到物理地址的转换，保护内存，以及处理内存不足时的页面置换等功能。这种管理方式有效地利用了内存空间，并提高了内存管理的灵活性和效率。
3.什么是抖动？抖动产生的原因是什么？、
抖动（Thrashing）是指在虚拟存储管理中，系统花费大量时间处理页面置换而无法有效地执行实际工作的现象。当系统频繁进行页面置换操作时，导致系统的性能急剧下降，产生了抖动。
抖动的主要原因如下：
- 内存不足：当可用内存无法满足当前运行的进程所需的页面数量时，系统需要频繁地将某些页面从内存中置换到磁盘上，以为新的页面腾出空间。这会导致大量页面置换的发生，从而引起抖动。
- 页面失效：当进程访问到一个不存在于内存中的页面时，系统会触发页面失效（Page Fault），需要将该页面从磁盘加载到内存中。如果频繁发生页面失效，那么系统就需要不断地进行页面置换和加载操作，导致抖动的产生。
- 工作集大小超过物理内存：工作集是指进程在一段时间内所访问的全部页面的集合。如果进程的工作集大小超过了物理内存的容量，那么系统会频繁地进行页面置换，以满足进程的需求。这样就会造成抖动现象。
抖动的结果是系统的整体性能显著下降，因为大量的时间被消耗在无效的页面置换操作上，而无法进行实际的计算工作。为了避免抖动，需要合理配置系统的虚拟存储管理策略，包括增加物理内存的容量、优化页面置换算法、调整进程的工作集大小等。
4.请说明分段存储管理的原理
分段存储管理是计算机内存管理的一种方式，它将每个进程的地址空间划分为多个逻辑段，每个段代表了进程中的一个逻辑单元，比如代码段、数据段等。每个段都有自己的属性和长度，并且可以独立地被加载到物理内存中。分段存储管理的原理如下：
- 地址空间划分：进程的地址空间被划分为多个逻辑段，每个段代表了进程中的一个逻辑单元，比如代码、数据、堆栈等。每个段都有自己的地址起始位置和长度。
- 段表：操作系统维护一个段表（Segment Table），用于记录每个逻辑段的起始地址、长度和访问权限等信息。段表中的每一项称为段描述符，用于描述一个逻辑段的属性和位置。
- 地址转换：当CPU生成一个逻辑地址时，其中包含了段号和段内偏移量。通过段表，操作系统可以将段号映射到对应的物理地址的起始位置，并加上段内偏移量，从而得到最终的物理地址。
- 内存保护：通过段描述符中的访问权限位（如读写执行权限），可以实现对内存的保护。如果进程试图访问未授权的内存区域，系统会触发异常并终止进程。
- 外部碎片：分段存储管理可能会导致外部碎片的产生，即物理内存中的一些小的不连续空闲区域无法被利用，从而降低内存的利用率。
总的来说，分段存储管理通过将进程的地址空间划分为多个逻辑段，并通过段表建立映射关系，实现了逻辑地址到物理地址的转换，保护内存，以及处理外部碎片等功能。这种管理方式能够更灵活地处理不同逻辑段的内存需求，但也需要解决外部碎片等问题。
