存儲器管理23 答案

1、第四章 存儲器管理學(xué)號 姓名一、 單項(xiàng)選擇題存儲管理的目的是（方便用戶和提高內(nèi)存利用率）。外存（如磁盤）上存放的程序和數(shù)據(jù)（必須在CPU訪問之前移入內(nèi)存）。當(dāng)程序經(jīng)過編譯或者匯編以后，形成了一種由機(jī)器指令組成的集合，被稱為（目標(biāo)程序）4、可由CPU調(diào)用執(zhí)行的程序所對應(yīng)的地址空間為（物理地址空間）。5、經(jīng)過（動態(tài)重定位），目標(biāo)程序可以不經(jīng)過任何改動而裝入物理內(nèi)存單元。6、若處理器有32位地址，則它的虛擬地址空間為（4GB）字節(jié)。7、分區(qū)管理要求對每一個作業(yè)都分配（地址連續(xù)）的內(nèi)存單元。8、（對換技術(shù)）是指將作業(yè)不需要或暫時不需要的部分移到外存，讓出內(nèi)存空間以調(diào)入其他所需數(shù)據(jù)。9、虛擬存儲技術(shù)是（

2、補(bǔ)充相對地址空間的技術(shù)）。10、虛擬存儲技術(shù)與（分區(qū)管理）不能配合使用。11、以下存儲管理技術(shù)中，支持虛擬存儲器的技術(shù)是（對換技術(shù)）。12、在請求頁式存儲管理中，若所需頁面不在內(nèi)存中，則會引起（缺頁中斷）。13、在分段管理中，（以段為單位分配，每段是一個連續(xù)存儲區(qū)）。14、段頁式存儲管理汲取了頁式管理和段式管理的長處，其實(shí)現(xiàn)原理結(jié)合了頁式和段式管理的基本思想，即（用分段方法來分配和管理用戶地址空間，用分頁方法來管理物理存儲空間）。15、段頁式管理每取一次數(shù)據(jù)，要訪問（3）次內(nèi)存。16、碎片現(xiàn)象的存在使得（內(nèi)存空間利用率降低）。下列（段頁式管理）存儲管理方式能使存儲碎片盡可能少，而且使內(nèi)存利用率

3、較高。系統(tǒng)抖動是指（剛被調(diào)出的頁面又立刻被調(diào)入所形成的頻繁調(diào)入調(diào)出現(xiàn)象）。在請求分頁系統(tǒng)中，LRU算法是指（近期最長時間以來沒被訪問的頁先淘汰）。為了實(shí)現(xiàn)存儲保護(hù)，對共享區(qū)域中的信息(只可讀，不可修改 )。21、單一連續(xù)存儲管理時，若作業(yè)地址空間大于用戶空間，可用( 覆蓋技術(shù))把不同時工作的段輪流裝入主存區(qū)執(zhí)行。 動態(tài)重定位是在作業(yè)的( 執(zhí)行過程 )中進(jìn)行的。固定分區(qū)存儲管理一般采用(順序分配算法 )進(jìn)行主存空間的分配。( 固定分區(qū) )存儲管理支持多道程序設(shè)計，算法簡單，但存儲碎片多?？勺兎謪^(qū)管理方式按作業(yè)需求量分配主存分區(qū)，所以( 分區(qū)的長度不是預(yù)先固定的，分區(qū)的個數(shù)是不確定的 )。 分頁存

4、儲管理時，每讀寫一個數(shù)據(jù)，要訪問(2次 )主存。段式存儲管理中分段是由用戶決定的，因此( )。段內(nèi)的地址和段間的地址都是連續(xù)的 B段內(nèi)的地址是連續(xù)的，而段間的地址是不連續(xù)的 c段內(nèi)的地址是不連續(xù)的，而段間的地址是連續(xù)的 D段內(nèi)的地址和段間的地址都是不連續(xù)的( )實(shí)現(xiàn)了兩種存儲方式的優(yōu)勢互補(bǔ)。 A固定分區(qū)存儲管理 B可變分區(qū)存儲管理 c頁式存儲管理 D段頁式存儲管理 采用虛擬存儲器的前提是程序的兩個特點(diǎn)，是程序執(zhí)行時某些部分是互斥的、二是程序的執(zhí)行往往具有( )。 A順序性 B并發(fā)性 C局部性 D并行性 在頁面調(diào)度中，有一種調(diào)度算法采用堆棧方法選擇( )A最先裝入主頁的頁 B最近最少用的頁 c最

5、近最不常用的頁 D最晚裝入的頁 1、在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，不允許用戶干預(yù)內(nèi)存的分配。（ ）2、固定分區(qū)式管理是針對單道系統(tǒng)的內(nèi)存管理方案。（ ）3、采用動態(tài)重定位技術(shù)的系統(tǒng)，目標(biāo)程序可以不經(jīng)任何改動，而裝入物理內(nèi)存。（ ）4、可重定位分區(qū)管理可以對作業(yè)分配不連續(xù)的內(nèi)存單元。（ ）5、利用交換技術(shù)擴(kuò)充內(nèi)存時，設(shè)計時必須考慮的問題是：如何減少信息交換量、降低交換所用的時間。（ ）6、在虛擬存儲方式下，程序員編制程序時不必考慮主存的容量，但系統(tǒng)的吞吐量在很大程度上依賴于主存儲器的容量。（ ）7、在頁式存儲管理方案中，為了提高內(nèi)存的利用效率，允許同時使用不同大小的頁面。（ ）8、頁式存儲管理中，一個作業(yè)可

6、以占用不連續(xù)的內(nèi)存空間，而段式存儲管理，一個作業(yè)則是占用連續(xù)的內(nèi)存空間。（ ）1、3、5、6是正確的。2、改正為：固定分區(qū)式管理是支持多道程序系統(tǒng)的一種存儲管理方式。4、改正為：可重定位分區(qū)管理必須把作業(yè)裝入到一個連續(xù)的內(nèi)存空間中。7、改正為：在頁式存儲管理方案中，不允許同時使用不同大小的頁面。8、改正為：頁式存儲管理和段式存儲管理，一個作業(yè)都可以占用不連續(xù)的內(nèi)存空間。1、在頁式管理中，頁表的作用是實(shí)現(xiàn)從_頁號_ 到 _物理塊號_的地址映射，存儲頁表的作用是_記錄內(nèi)存頁面的分配情況_ 。2、動態(tài)存儲分配時，要靠硬件地址變換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)_ 重定位_ 。3、在多道程序環(huán)境中，用戶程序的相對地址與裝入內(nèi)

7、存后的實(shí)際物理地址不同，把相對地 址轉(zhuǎn)換為物理地址，這是操作系統(tǒng)的_重定位_ 功能。4、 用戶編寫的程序與實(shí)際使用的物理設(shè)備無關(guān)，而由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)地址的重定位，我們稱 之為_設(shè)備獨(dú)立性_ 。5、在頁式管理中，頁式虛地址與內(nèi)存物理地址的映射是由頁表和硬件地址變換機(jī)構(gòu)完成的。6、請求頁式管理中，頁表中狀態(tài)位的作用是 _指示該頁是否調(diào)入內(nèi)存_ ，改變位的作用是 _指示該頁調(diào)入內(nèi)存后是否被修改過_ 。7、在請求頁式管理中，當(dāng)_OS_ 發(fā)現(xiàn)所需的頁不在_內(nèi)存_ 時，產(chǎn)生中斷信號，_缺頁中斷處理程序_ 作相應(yīng)的處理。8、常用的內(nèi)存管理方法有_硬件法，軟件法，軟硬件結(jié)合 _ 。9、段式管理中，以段為單位分配

8、內(nèi)存，每段分配一個連續(xù)的內(nèi)存_區(qū)。由于各段長度不等，所以這些存儲區(qū)的大小不一，而且同一進(jìn)程的各段之間不要求_連續(xù) 。10、在存儲管理中，為實(shí)現(xiàn)地址映射，硬件應(yīng)提供兩個寄存器，一個是基址寄存器，另一個是限長寄存器。11、實(shí)現(xiàn)虛擬存儲技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)是 二級存儲器結(jié)構(gòu) 和動態(tài)地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu) 。12、在頁式管理中，頁表的作用是實(shí)現(xiàn)從 頁號 到 物理塊號 的地址映射，存儲頁表的作用是 記錄內(nèi)存頁面的分配情況 。13、在段頁式存儲管理系統(tǒng)中，面向 用戶 的地址空間是段式劃分，面向 物理實(shí)現(xiàn) 的地址空間是頁式劃分。14存儲器以字節(jié)為編址單位，每一個字節(jié)有一個地址與其對應(yīng)，這些地址稱為內(nèi)存的_絕對_地址，其對應(yīng)

9、的存儲空間稱為 絕對地址 空間。15、為提高地質(zhì)變換速度，在基本分頁存儲管理的地址變換機(jī)構(gòu)中增設(shè)一個高速緩沖寄存器，稱為快表或聯(lián)想寄存器。1、解釋下列概念：邏輯地址、物理地址、重定位用戶程序經(jīng)編譯之后的每個目標(biāo)模塊都以0為基地址順序編址，這種地址稱為邏輯地址。內(nèi)存中各存儲單元的地址是從統(tǒng)一的基地址順序編址，這種地址稱為物理地址。把邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)存的物理地址的過程叫重定位。2、什么是虛擬存儲器？它有哪些基本特征？虛擬存儲器是由操作系統(tǒng)提供的一個假想的特大存儲器。它的基本特征是： 虛擬擴(kuò)充不是物理上，而是邏輯上擴(kuò)充了內(nèi)存容量；部分裝入每個作業(yè)不是全部一次性地裝入內(nèi)存，而是只裝入一部分；離散分配不

10、必占用連續(xù)的內(nèi)存空間，而是“見縫插針”；多次對換所需的全部程序和數(shù)據(jù)要分成多次調(diào)入內(nèi)存。3可變分區(qū)方式常用的主存分配算法有哪幾種？常用的主存分配算法有：最先適應(yīng)分配算法，最優(yōu)適應(yīng)算法和最壞適應(yīng)算法。4簡述虛擬存儲器的工作原理。把作業(yè)信息保留在磁盤上，當(dāng)作業(yè)請求裝入時，只將其中一部分先裝入主存儲器，作業(yè)執(zhí)行時若要訪問的信息不在主存中，則再設(shè)法把這些信息裝入主存。這就是虛擬存儲器的工作原理。5何謂頁表和快表?它們各起什么作用? 頁表指出邏輯地址中的頁號與所占主存塊號的對應(yīng)關(guān)系。頁式存儲管理在用動態(tài)重定位方式裝入作業(yè)時、要利用頁表做地址轉(zhuǎn)換工作?？毂砭褪谴娣旁诟咚倬彌_存儲器的部分頁表。它起頁表相同的

11、作用。由于采用頁表做地址轉(zhuǎn)換，讀寫內(nèi)存數(shù)據(jù)時cPu要訪問兩次主存。有了快表，有時只要訪問一次高速緩沖存儲器，一次主存，這樣可加速查找并提高指令執(zhí)行速度。6常用的頁面調(diào)度算法有哪幾種?影響缺頁中斷有哪幾個主要因素？ 常用的頁面調(diào)度算法有：先進(jìn)先出調(diào)度算法(FIFO)，最近最少用調(diào)度算法(LRU)和最近最不常用調(diào)度算法(LFU)。(1)分配給作業(yè)的主存塊數(shù)多則缺頁率低，反之則缺頁中斷率就高。(2)頁面大，缺頁中斷率低；頁面小缺頁中斷率高。 (3)程序編制方法。以數(shù)組運(yùn)算為例，如果每一行元素存放在一頁中，則按行處理各元素缺頁中斷率低；反之，按列處理各元素，則缺頁中斷率高。 (4)頁面調(diào)度算法對缺頁中

12、斷率影響很大，但不可能找到一種最佳算法頁號物理塊號03172438五、計算題1、某虛擬存儲器的用戶編程空間共32個頁面，每頁為1KB，內(nèi)存為16KB。假定某時刻一用戶頁表中已調(diào)入內(nèi)存的頁面的頁號和物理塊號的對照表如右：則邏輯地址0A5C(H)所對應(yīng)的物理地址是什么？要求：寫出主要計算過程。分析 頁式存儲管理的邏輯地址分為兩部分：頁號和頁內(nèi)地址。由已知條件“用戶編程空間共32個頁面”，可知頁號部分占5位；由“每頁為1KB”，1K=210，可知內(nèi)頁地址占10位。由“內(nèi)存為16KB”，可知有16塊，塊號為4位。邏輯地址0A5C（H）所對應(yīng)的二進(jìn)制表示形式是：000 1010 0101 1100 ，根

13、據(jù)上面的分析，下劃線部分為頁內(nèi)地址，編碼 “000 10” 為頁號，表示該邏輯地址對應(yīng)的頁號為2。查頁表，得到物理塊號是4（十進(jìn)制），即物理塊地址為：01 00 ，拼接塊內(nèi)地址10 0101 1100，得01 0010 0101 1100，即125C（H）。 解 邏輯地址0A5C（H）所對應(yīng)的物理地址是125C（H）。 2、對于如下的頁面訪問序列：1， 2， 3， 4， 1， 2， 5， 1， 2， 3， 4， 5當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量為3時，試問：使用FIFO、LRU置換算法產(chǎn)生的缺頁中斷是多少？寫出依次產(chǎn)生缺頁中斷后應(yīng)淘汰的頁。（所有內(nèi)存開始時都是空的，凡第一次用到的頁面都產(chǎn)生一次缺頁中斷。要求寫出

14、計算步驟。） *表示缺頁中斷內(nèi)存塊數(shù)量為3時(FIFO)：NULL,NULL,1*;NULL,1,2*;1,2,3*;2,3,4*;3,4,1*;4,1,2*;1,2,5*;1,2,5;1,2,5;2,5,3*;5,3,4*;5,3,4共有9次內(nèi)存塊數(shù)量為3時(LRU)：NULL,NULL,1*;NULL,1,2*;1,2,3*;2,3,4*;3,4,1*;4,1,2*;1,2,5*;2,5,1;5,1,2;1,2,3*;2,3,4*;3,4,5*共有10次內(nèi)存塊數(shù)量為4時(FIFO)：同上理，共有10次內(nèi)存塊數(shù)量為4LRU)：同上理，共有8次1解：FIFO淘汰算法：內(nèi)存塊為3時，缺頁中斷（或

15、稱缺頁次數(shù)、頁面故障）為9；內(nèi)存塊為4時，缺頁中斷為10。LRU淘汰算法：內(nèi)存塊為3時，缺頁中斷為10；內(nèi)存塊為4時，缺頁中斷為8。段號主存起始地址段長度0120401760302480203370203、現(xiàn)有一個作業(yè)，在段式存儲管理的系統(tǒng)中已為其主存分配，建立的段表內(nèi)容如右：計算邏輯地址（2，15），（0，60），（3，18）的絕對地址是多少？注：括號中第一個元素為段號，第二個元素為段內(nèi)地址。1解：段式存儲管理的地址轉(zhuǎn)換過程為：（1）根據(jù)邏輯地址中的段號查段表的相應(yīng)欄目；（2）根據(jù)段內(nèi)地址<段長度，檢查地址是否越界；（3）若不越界，則絕對地址=該段的主存起始地址+段內(nèi)地址。邏輯地址（2

16、，15）查段表得段長度為20，段內(nèi)地址15<20，地址不越界，段號2查表得段首地址為480，于是絕對地址為480+15=495。邏輯地址（0，60）查段表得段長度為40，段內(nèi)地址60>40，地址越界，系統(tǒng)發(fā)出“地址越界”中斷。邏輯地址（3，18）查段表得段長度為20，段內(nèi)地址18<20，地址不越界，段號3查表得段首地址為370，于是絕對地址=370+18=388。4在請求分頁系統(tǒng)中，某用戶的編程空間為16個頁面，每頁1K，分配的內(nèi)存空間為8K。假定某時刻該用戶的頁表如下圖所示，試問：（1）邏輯地址084B（H）對應(yīng)的物理地址是多少？（用十六進(jìn)制表示） （2）邏輯地址

17、5000（十進(jìn)制）對應(yīng)的物理地址是多少？（用十進(jìn)制表示） （3）當(dāng)該用戶進(jìn)程欲訪問24A0H單元時，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 頁號塊號0317243141259661720此題答案為： (1)答：104B(H)(2)答：13192(3)答： 24A0（H）的頁號為9，而其頁面當(dāng)前不在內(nèi)存，所以會發(fā)一個缺頁中斷，請求系統(tǒng)調(diào)頁。 5.請求分頁管理系統(tǒng)中，假設(shè)某進(jìn)程的頁表內(nèi)容如下表所示。 頁號頁框（Page Frame）號有效位（存在位）0101H1102254H1頁表內(nèi)容頁面大小為 4KB，一次內(nèi)存的訪問時間是 100ns，一次快表（TLB）的訪問時 間是 10ns，處理一次缺頁的平均時間為 1

18、08ns（已含更新 TLB 和頁表的時間）， 進(jìn)程的駐留集大小固定為 2，采用最近最少使用置換算法（LRU）和局部淘汰策 略。假設(shè)TLB 初始為空；地址轉(zhuǎn)換時先訪問 TLB，若 TLB 未命中，再訪問頁 表（忽略訪問頁表之后的 TLB 更新時間）；有效位為 0 表示頁面不在內(nèi)存，產(chǎn) 生缺頁中斷，缺頁中斷處理后，返回到產(chǎn)生缺頁中斷的指令處重新執(zhí)行。設(shè)有虛 地址訪問序列 2362H、1565H、25A5H，請問：（1） 依次訪問上述三個虛地址，各需多少時間？給出計算過程。（2） 基于上述訪問序列，虛地址 1565H 的物理地址是多少？請說明理由。1）2362H：P=2，訪問快表10ns，因初始為空，訪問頁表100ns得到頁框號，合成物理地址后訪問主存100ns，共計10ns+100ns+100ns=210ns。·1565H：p=1，訪問快表10ns，落空，訪問頁表100ns落空，進(jìn)行缺頁中斷處理108ns,合成物理地址后訪問主存100ns，共計10ns+100ns+108ns+100ns108ns。·25A5H：p=2，訪問快表，因第一次訪問已將該頁號放入快表，因此花費(fèi)10ns便可合成物理地址，訪問主存100ns，共計10ns+100ns=110ns。（2）當(dāng)訪