計(jì)算機(jī)學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)綜合計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)-11

1、計(jì)算機(jī)學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)綜合計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) -11( 總分： 100.00 ，做題時(shí)間： 90 分鐘 )一、 綜合應(yīng)用題 ( 總題數(shù)： 26，分?jǐn)?shù)： 100.00)對(duì)下面列出的內(nèi)存管理方案，簡(jiǎn)要地描述操作系統(tǒng)軟件執(zhí)行的功能。(分?jǐn)?shù)： 3.00 )(1) . 單一重定位分區(qū)。(分?jǐn)?shù)： 1.00 )正確答案： ()解析：?jiǎn)我恢囟ㄎ环謪^(qū)： 系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)， 操作系統(tǒng)在重定位寄存器中裝入用戶(hù)程序可以訪(fǎng)問(wèn)的最低內(nèi)存地址。(2) . 多重固定分區(qū)。(分?jǐn)?shù)： 1.00 )正確答案： () 解析：多重固定分區(qū)：當(dāng)操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，在界限寄存器中裝入分區(qū)大小。操作系統(tǒng)記錄哪些分區(qū)已用和 哪些分區(qū)空閑。當(dāng)創(chuàng)建進(jìn)程或進(jìn)程終止時(shí)

2、，操作系統(tǒng)必須更新分區(qū)使用數(shù)據(jù)。在將進(jìn)程分配給內(nèi)存時(shí)，操 作系統(tǒng)必須檢查進(jìn)程是否小于分區(qū)大小。當(dāng)進(jìn)程獲得CPU空制權(quán)時(shí)，操作系統(tǒng)必須在重定位寄存器中裝入進(jìn)程起始地址。(3) . 簡(jiǎn)單分段。(分?jǐn)?shù)： 1.00 )正確答案： () 解析：簡(jiǎn)單分段：操作系統(tǒng)必須記錄哪些內(nèi)存已使用和哪些內(nèi)存空閑。當(dāng)創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)，操作系統(tǒng)必須把段 裝入內(nèi)存并為進(jìn)程創(chuàng)建段表。當(dāng)進(jìn)程終止時(shí)，操作系統(tǒng)必須釋放它所占用的內(nèi)存空間。當(dāng)進(jìn)程獲得CPU空制權(quán)時(shí)， 操作系統(tǒng)必須在內(nèi)存管理寄存器中裝入進(jìn)程的段表。 如果出現(xiàn)分段錯(cuò)誤， 操作系統(tǒng)必須處理錯(cuò)誤。 對(duì)下面列出的內(nèi)存管理方案，簡(jiǎn)要地描述存儲(chǔ)器管理硬件的功能。(分?jǐn)?shù)：3.00 )(1

3、) . 單一重定位分區(qū)。(分?jǐn)?shù)： 1.00 ) 正確答案： () 解析：?jiǎn)我恢囟ㄎ环謪^(qū)：每次訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存時(shí)用該位置的地址加上重定位寄存器中的地址形成物理地址。(2) . 多重固定分區(qū)。(分?jǐn)?shù)： 1.00 ) 正確答案： () 解析：多重固定分區(qū)：每次訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存時(shí)將邏輯地址和界限寄存器中的地址進(jìn)行比較。大于界限寄存器中地 址的地址將產(chǎn)生內(nèi)存出錯(cuò)陷阱。同時(shí)，邏輯地址加上重定位寄存器中的地址形成物理地址。(3) . 簡(jiǎn)單分段。(分?jǐn)?shù)： 1.00 ) 正確答案： () 解析：簡(jiǎn)單分段：每次訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存時(shí)，分段硬件把邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址。邏輯地址中的段號(hào)位被用做段 表的索引。邏輯地址的段偏移位加上從相應(yīng)段表項(xiàng)中

4、得到的段起始地址形成物理地址。1. 建立了一個(gè)包含可重定位代碼的程序， 假定它裝在地址 100 處。在代碼中， 程序訪(fǎng)問(wèn)了地址： 135， 160， 220， 224。如果程序被裝入內(nèi)存起始位置 500，那么這些地址應(yīng)該如何變化 ?(分?jǐn)?shù)： 2.00 ) 正確答案： ()解析： 535 ， 560， 564， 620， 6242. 某系統(tǒng)有2 32 B的內(nèi)存，采用固定分區(qū)，大小為 2 20 B，進(jìn)程表項(xiàng)中最少需要多少位來(lái)記錄被分配了進(jìn) 程的分區(qū)。分?jǐn)?shù)： 2.00 )正確答案： （）解析： 12 位在多重可變分區(qū)方案中：（分?jǐn)?shù)： 12.00 ）（1）. 如果標(biāo)記分區(qū)未地址的寄存器包含分區(qū)大小，那

5、么硬件是如何使用這個(gè)寄存器的?（分?jǐn)?shù)： 4.00 ） 正確答案： （） 解析：程序產(chǎn)生的每個(gè)邏輯地址和界限寄存器比較。任何大于界限寄存器的地址將造成內(nèi)存出錯(cuò)陷阱。（2）. 如果標(biāo)記分區(qū)未地址的寄存器包含分區(qū)的物理未地址， 那么硬件是如何使用這個(gè)寄存器的 ?（分?jǐn)?shù)：4.00 ） 正確答案： （） 解析：每個(gè)邏輯地址加上重定位寄存器產(chǎn)生物理地址，然后將物理地址和最大物理地址比較。任何大于最 大物理地址的地址將造成內(nèi)存出錯(cuò)陷阱。（3）. 寄存器中存放分區(qū)大小與存分區(qū)的最大地址相比，主要的優(yōu)點(diǎn)是什么?（分?jǐn)?shù)： 4.00 ） 正確答案： （） 解析：在重定位寄存器加上邏輯地址的同時(shí)，將邏輯地址和界限寄存

6、器比較。之后將物理地址和最大物理 地址比較。通過(guò)同時(shí)比較，能較快完成虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換。3. 某系統(tǒng)使用大小分別為 2 8 B，2 24 B，2 64 B 的固定分區(qū)，問(wèn)界限寄存器必須有多少位 ?（分?jǐn)?shù)： 2.00 ） 正確答案： （）解析： 644. 某系統(tǒng)使用的固定分區(qū)大小為 2 P B ，問(wèn)界限寄存器必須有多少位 ?（分?jǐn)?shù)： 2.00 ） 正確答案： （）解析： P5. 在某頁(yè)式系統(tǒng)中，有 2 32 B的物理內(nèi)存，2 12頁(yè)的虛地址空間，且頁(yè)的大小為 512B,問(wèn)虛地址有多少位？ 一個(gè)頁(yè)幀有多少字節(jié) ?物理地址中用多少位表示頁(yè)幀 ?頁(yè)表中有多少項(xiàng) （頁(yè)表有多長(zhǎng) ）? 頁(yè)表需要多少位來(lái)存 入一個(gè)

7、頁(yè)表項(xiàng) （假定每個(gè)頁(yè)表項(xiàng)除了頁(yè)幀號(hào)外還包含一個(gè)有效 /無(wú)效位）?（分?jǐn)?shù)： 2.00 ） 正確答案： （）解析： 21 ， 512， 23， 4096， 246. 在某頁(yè)式系統(tǒng)中，頁(yè)表包含 512項(xiàng)，每個(gè)頁(yè)表項(xiàng)有16位（包含有效/無(wú)效位），每頁(yè)大小為1024B,問(wèn)邏 輯地址中有多少位用來(lái)表示頁(yè)號(hào) ?邏輯地址中有多少位用來(lái)表示頁(yè)內(nèi)偏移量 ?邏輯地址共有多少位 ?物理地 址中有多少位用來(lái)指定頁(yè)幀號(hào) ?物理地址中有多少位用來(lái)表示頁(yè)幀內(nèi)偏移量 ?物理地址共有多少位 ?物理地 址空間的大小 ?（分?jǐn)?shù)： 2.00 ） 正確答案： （）解析： 9， 10， 19， 15， 10， 25， 2 25 B某使用二

8、級(jí)頁(yè)表的系統(tǒng)的虛地址是 32 位。地址的前 8位是一級(jí)頁(yè)表的索引，后 10位指定二級(jí)頁(yè)表項(xiàng)。試 問(wèn)：（分?jǐn)?shù)： 4.00）(1) .頁(yè)的大小有多少B?(分?jǐn)?shù)：1.00 ) 正確答案： ()解析： 2 14(2) . 一級(jí)頁(yè)表的長(zhǎng)度是多少 ?(分?jǐn)?shù)： 1.00 ) 正確答案： ()解析： 2 8(3) . 二級(jí)頁(yè)表的長(zhǎng)度是多少 ?(分?jǐn)?shù)： 1.00 ) 正確答案： ()解析： 2 10(4) . 虛地址空間中有多少頁(yè) ?(分?jǐn)?shù)： 1.00 ) 正確答案： ()解析： 2 187. 某計(jì)算機(jī)有64位虛地址空間，且頁(yè)大小是2048B。每個(gè)頁(yè)表項(xiàng)長(zhǎng)為4B。因?yàn)樗许?yè)表都必須包含在一頁(yè) 中，所以使用多級(jí)頁(yè)

9、表。問(wèn)一共需要多少級(jí) ?分?jǐn)?shù)： 2.00 ) 正確答案： ()解析： 68. 在某頁(yè)式系統(tǒng)中，相聯(lián)寄存器存放了最活躍的頁(yè)表項(xiàng)，并且將全部的頁(yè)表都存儲(chǔ)在主存中。查詢(xún)相聯(lián)寄存器要花60ns，查詢(xún)主存中頁(yè)表要花 200ns。當(dāng)相聯(lián)寄存器的命中率為40%寸，問(wèn)有效訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間是多長(zhǎng) ？(分?jǐn)?shù)： 2.00 ) 正確答案： ()解析： 144ns9. 在某頁(yè)式系統(tǒng)中，聯(lián)想存儲(chǔ)器存放了最活躍的頁(yè)表項(xiàng)，并且將全部的頁(yè)表都存儲(chǔ)在主存中。查詢(xún)聯(lián)想存 儲(chǔ)器要花90ns，查詢(xún)主存中頁(yè)表要花 190ns。問(wèn)命中率為多少時(shí)，有效訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間是120ns?(分?jǐn)?shù)： 2.00 ) 正確答案： ()解析： 70%10. 用C語(yǔ)言函數(shù)模

10、擬簡(jiǎn)單分段系統(tǒng)的存儲(chǔ)器管理硬件，編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)Trans，把分段的虛地址轉(zhuǎn)換成物理地址，并返回一個(gè) int 類(lèi)型的物理地址。假設(shè)已經(jīng)編寫(xiě)了一個(gè)處理分段錯(cuò)誤的函數(shù) Fault 。 segTable 變量 包含了段表。Struct SegTableType int loc; /*段起始地址 */int len; /*段的字節(jié)數(shù)即長(zhǎng)度 */;Struct VirtualAddressType int seg; /*段地址 */int off; /*偏移量 */;Struct SegTableType segTableNUMBER_SEGMENTS;Void Fault（）;/*處理分段錯(cuò)誤*/（分?jǐn)?shù)：

11、4.00 ） 正確答案：（）解析：函數(shù)代碼如下：int Trans（struct VirtualAddressType virtAddr） int physAddr=-1;if（virtAddr.off =segTable（virtAddr.seg ）.l en）fault（）;elsephysAddr=segTable（virtAddr.seg ）.lo c+virtAddr.off;return physAddr;在某簡(jiǎn)單分段系統(tǒng)中，給定下列段表（下表），試計(jì)算每個(gè)邏輯地址對(duì)應(yīng)的物理地址。如果地址產(chǎn)生了分段錯(cuò)誤，請(qǐng)指明。（分?jǐn)?shù)：5.00 ）（1）.0 , 300 （分?jǐn)?shù)：1.00 ）段基址

12、長(zhǎng)度011005001250010002200600340001200正確答案：（）解析：14002 , 800 （分?jǐn)?shù)：1.00 ） 正確答案：（）解析：岀錯(cuò).1 , 600 （分?jǐn)?shù)：1.00 ） 正確答案：（）解析：3100.3 , 1100 （分?jǐn)?shù)：1.00 ） 正確答案：（）解析：5100（5）.1, 1111 （分?jǐn)?shù)：1.00 ） 正確答案：（）解析：岀錯(cuò)本題中使用十進(jìn)制數(shù)，頁(yè)大小為5000B，并使用如表所示頁(yè)表存在位頁(yè)框號(hào)033313001100001000500112004121740問(wèn)下面的哪些虛地址產(chǎn)生缺頁(yè) ？對(duì)于不關(guān)系到缺頁(yè)的虛地址求轉(zhuǎn)換后的物理地址。（分?jǐn)?shù)：4.00 ）（

13、1）.21610 （分?jǐn)?shù)：1.00） 正確答案：（）解析：缺頁(yè)（2）.35410 （分?jǐn)?shù)：1.00） 正確答案：（）解析：3700410（3）.27012 （分?jǐn)?shù)：1.00） 正確答案：（）解析：602012（4）.10234 （分?jǐn)?shù)：1.00） 正確答案：（）解析：5000234本題中使用二進(jìn)制，頁(yè)大小為2 6 B，并使用如表所示頁(yè)表存在位 頁(yè)框號(hào)100101101011000001111010000011010101011111110101下列哪些虛地址將產(chǎn)生缺頁(yè) ？對(duì)于那些不產(chǎn)生缺頁(yè)的虛地址求轉(zhuǎn)換后的物理地址。（分?jǐn)?shù)：4.00）（1）.0000001001001 （分?jǐn)?shù)：1.00） 正確

14、答案：（）解析：01011001001（2）.0000011010110 （分?jǐn)?shù)：1.00） 正確答案：（）解析：11010010110（3）.0000100000101 （分?jǐn)?shù)：1.00）正確答案： ()解析：缺頁(yè)(4) .0000000111100 (分?jǐn)?shù)： 1.00 ) 正確答案： ()解析： 0010111110011. 某系統(tǒng)使用請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理，如果頁(yè)在內(nèi)存中，滿(mǎn)足一個(gè)內(nèi)存請(qǐng)求需要250ns。如果頁(yè)不在內(nèi)存，如有空閑的頁(yè)幀或換出的頁(yè)沒(méi)有被修改則需要5ms。如果換出的頁(yè)已被修改則需 12ms如果缺頁(yè)率是2%并有40%的要換出的頁(yè)被修改，問(wèn)有效訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間是多長(zhǎng)？假設(shè)系統(tǒng)只運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程且頁(yè)

15、交換時(shí)CPU空閑。(分?jǐn)?shù)： 4.00 ) 正確答案： ()解析： 156.24512. 某系統(tǒng)使用請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理，如果頁(yè)在內(nèi)存中，滿(mǎn)足一個(gè)內(nèi)存請(qǐng)求需要150ns。缺頁(yè)率為10%為了使有效訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間達(dá)到500卩s，求不在內(nèi)存的頁(yè)面的平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間。(分?jǐn)?shù)： 4.00 ) 正確答案： ()解析： 4.99865ms13假設(shè)系統(tǒng)的內(nèi)存總量和缺頁(yè)率成反比。每次內(nèi)存加倍，缺頁(yè)率就減少1/3，當(dāng)前系統(tǒng)有32Mb內(nèi)存。缺頁(yè)率為2%當(dāng)不發(fā)生缺頁(yè)時(shí)，訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間是500ns，整體的有效訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間是 300卩s。問(wèn)如果內(nèi)存被增加到128Mb 整體的訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間是多少 ?(分?jǐn)?shù)： 4.00 ) 正確答案： ()解析： 133.

16、61ns給定一個(gè)系統(tǒng)的各種資源的利用率如下：CPU 低交換設(shè)備 低其他 I/O 設(shè)備 高對(duì)于如下情況，說(shuō)明是明顯改進(jìn)、明顯降低了CPU利用率，還是對(duì) CPU利用率影響很小。(分?jǐn)?shù)：16.00 )(1) .安裝更好的CPU (分?jǐn)?shù)：2.00 ) 正確答案： ()解析：輕微降低或沒(méi)有影響。(2) . 安裝更大的交換設(shè)備。(分?jǐn)?shù)： 2.00) 正確答案： ()解析：沒(méi)有影響。(3) . 安裝更快的交換設(shè)備。(分?jǐn)?shù)： 2.00) 正確答案： ()解析：沒(méi)有影響或影響很小。(4) . 安裝更多的內(nèi)存。(分?jǐn)?shù)： 2.00)正確答案：（）解析：沒(méi)有影響或影響很小。（5）.安裝更快的內(nèi)存。（分?jǐn)?shù)：2.00 ）

17、 正確答案：（） 解析：沒(méi)有影響或影響很小。（6）.增加多道編程的程度。（分?jǐn)?shù)：2.00） 正確答案：（）解析：可能改進(jìn)。（7）.降低多道編程的程度。（分?jǐn)?shù)：2.00） 正確答案：（）解析：在一定程度上降低性能。（8）.安裝更快的I/O設(shè)備。（分?jǐn)?shù)：2.00） 正確答案：（）解析：可能改進(jìn)。已知某程序訪(fǎng)問(wèn)以下頁(yè)面：0，1, 4，2, 0，2, 6，5，1，2, 3，2，1，2，6, 2，1, 3，6, 2如果程序有3個(gè)頁(yè)幀可用且使用下列替換算法，求出現(xiàn)缺頁(yè)的次數(shù)。（分?jǐn)?shù)：3.00）（1）.FIFO替換算法（分?jǐn)?shù)：1.00） 正確答案：（）解析：FIFO： 13.LRU替換算法（分?jǐn)?shù)：1.00）

18、 正確答案：（）解析：LRU: 14.OPT替換算法（分?jǐn)?shù)：1.00） 正確答案：（）解析：OPT: 914.某系統(tǒng)使用段頁(yè)式的存儲(chǔ)管理，通過(guò)查找聯(lián)想存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)已換入的內(nèi)存區(qū)域需要花費(fèi)150ns。如果必須使用主存頁(yè)表，訪(fǎng)問(wèn)要花費(fèi) 400ns。如果要替換的頁(yè)已經(jīng)修改則導(dǎo)致中斷的訪(fǎng)問(wèn)要花8ms,否則只要3ms如果缺頁(yè)率為2%相聯(lián)表命中率為70%且50%勺替換頁(yè)都是修改過(guò)的，求有效訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間。 （假設(shè)系統(tǒng)只運(yùn) 行一個(gè)進(jìn)程，而且交換時(shí) CPU空閑）（分?jǐn)?shù)：2.00 ） 正確答案：（）解析：110.2205 卩 s已知某系統(tǒng)有4個(gè)頁(yè)幀，下表表示各個(gè)頁(yè)、裝入時(shí)間、最后訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間、頁(yè)面重寫(xiě)標(biāo)志位、訪(fǎng)問(wèn)位頁(yè)號(hào)裝入

19、時(shí)間最后訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間頁(yè)面重與標(biāo)志位訪(fǎng)問(wèn)位022732710134536711210133111323438201（分?jǐn)?shù):2.00 ）（1）.FIF0算法將替換哪一頁(yè)？（分?jǐn)?shù):1.00 ）正確答案：（）解析：2.LRU算法將替換哪一頁(yè)?（分?jǐn)?shù):1.00 ） 正確答案：（）解析：0某系統(tǒng)使用請(qǐng)求段頁(yè)式管理，有16位的虛地址空間，每個(gè)進(jìn)程有2個(gè)段，頁(yè)的大小為2 12 B。段頁(yè)表的內(nèi)容說(shuō)明如下表所示（均為二進(jìn)制）。段長(zhǎng)是頁(yè)大小的增量。對(duì)于以下二進(jìn)制虛地址，求它們轉(zhuǎn)換后的物理地 址，或說(shuō)明它們是否產(chǎn)生缺頁(yè)或段故障。（分?jǐn)?shù)：4.00）（1）.0001010001010111 （分?jǐn)?shù)：1.00） 正確答案：（）解析：011101010001010111（2）.0100010011111111 （分?jǐn)?shù)：1.00） 正確答案：（）解析：111010010011111111（3）.1011010011000111 （分?jǐn)?shù)