第四章存儲(chǔ)器管理23答案)

1、第四章存儲(chǔ)器管理23答案）第四章存儲(chǔ)器管理學(xué)號(hào)姓名一、單項(xiàng)選擇題存儲(chǔ)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(duì)應(yīng)的地址空間為（物理地址空間）。5、經(jīng)過（動(dòng)態(tài)重定位），目標(biāo)程序可以不經(jīng)過任何改動(dòng)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(duì)每一個(gè)作業(yè)都分配（地址連續(xù)）的內(nèi)存單元。8、（對(duì)換技術(shù)）是指將作業(yè)不需要或暫時(shí)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)

2、。9、虛擬存儲(chǔ)技術(shù)是（補(bǔ)充相對(duì)地址空間的技術(shù)）。10、虛擬存儲(chǔ)技術(shù)與（分區(qū)管理）不能配合使用。11、以下存儲(chǔ)管理技術(shù)中，支持虛擬存儲(chǔ)器的技術(shù)是（對(duì)換技術(shù)）。12、在請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，若所需頁(yè)面不在內(nèi)存中，則會(huì)引起（缺頁(yè)中斷） 。13、在分段管理中，（以段為單位分配，每段是一個(gè)連續(xù)存儲(chǔ)區(qū)）。14、段頁(yè)式存儲(chǔ)管理汲取了頁(yè)式管理和段式管理的長(zhǎng)處，其實(shí)現(xiàn)原理結(jié)合了頁(yè)式和段式管理的基本思想，即（用分段方法來(lái)分配 和管理用戶地址空間，用分頁(yè)方法來(lái)管理物理存儲(chǔ)空間）。15、段頁(yè)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(yè)式管理）存儲(chǔ)管理方式能使存儲(chǔ)碎片

3、盡可能少，而且使內(nèi)存利用率較高。系統(tǒng)抖動(dòng)是指（剛被調(diào)出的頁(yè)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(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，LRU算法是指（近期最長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)沒被訪問的頁(yè)先淘汰）。為了實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)保護(hù)，對(duì)共享區(qū)域中的信息（只可讀，不可修改）。21、單一連續(xù)存儲(chǔ)管理時(shí)，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(shí)工作的段輪流裝入主存區(qū)執(zhí)行。動(dòng)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(chǔ)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(chǔ)管理支持多道程序設(shè)計(jì)，算法簡(jiǎn)單，但存儲(chǔ)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(zhǎng)度不是預(yù)先固定的，分區(qū)的個(gè)數(shù)是不確定的）。

4、分頁(yè)存儲(chǔ)管理時(shí)，每讀寫一個(gè)數(shù)據(jù)，要訪問 （2次）主存。段式存儲(chǔ)管理中分段是由用戶決定的，因此（）。A.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(chǔ)方式的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。A .固定分區(qū)存儲(chǔ)管理 B.可變分區(qū)存儲(chǔ)管理 c.頁(yè)式存儲(chǔ)管理 D段頁(yè)式存儲(chǔ)管理采用虛擬存儲(chǔ)器的前提是程序的兩個(gè)特點(diǎn)，一是程序執(zhí)行時(shí)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(yè)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(yè)的頁(yè) B.最近最少用的頁(yè)

5、 c.最近最不常用的頁(yè) D.最晚裝入的頁(yè)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(duì)單道系統(tǒng)的內(nèi)存管理方案。（）3、采用動(dòng)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(dòng)，而裝入物理內(nèi)存。（）4、可重定位分區(qū)管理可以對(duì)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(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)間。（）6、在虛擬存儲(chǔ)方式下，程序員編制程序時(shí)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(chǔ)器的容量。（）7、在頁(yè)式存儲(chǔ)管理方案中，為了提高內(nèi)存的利用效率，允許同時(shí)使用不同大小的頁(yè)面。（）8、頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，一個(gè)作業(yè)可以占用

6、不連續(xù)的內(nèi)存空間，而段式存儲(chǔ)管理，一個(gè)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(chǔ)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(gè)連續(xù)的內(nèi)存空間中。7、改正為：在頁(yè)式存儲(chǔ)管理方案中，不允許同時(shí)使用不同大小的頁(yè)面。8、改正為：頁(yè)式存儲(chǔ)管理和段式存儲(chǔ)管理，一個(gè)作業(yè)都可以占用不連續(xù)的內(nèi)存空間。1、在頁(yè)式管理中，頁(yè)表的作用是實(shí)現(xiàn)從頁(yè)號(hào)到物理塊號(hào)的地址映射，存儲(chǔ)頁(yè)表的作用是 一記錄內(nèi)存頁(yè)面的分配情況 。2、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配時(shí)，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(duì)地址與裝入內(nèi)存后的實(shí)際物理地址不同，

7、把相對(duì)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(wú)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(yè)式管理中，頁(yè)式虛地址與內(nèi)存物理地址的映射是由頁(yè)表和硬件地址變換機(jī)構(gòu)完成的。6、請(qǐng)求頁(yè)式管理中，頁(yè)表中狀態(tài)位的作用是指示該頁(yè)是否調(diào)入內(nèi)存 ,改變位的作用是 指示該頁(yè)調(diào)入內(nèi)存后是否被修改過 。7、在請(qǐng)求頁(yè)式管理中，當(dāng) OS 發(fā)現(xiàn)所需的頁(yè)不在 內(nèi)存 時(shí)，產(chǎn)生中斷信號(hào)，缺頁(yè)中斷處理程序 作相應(yīng)的處理。8、常用的內(nèi)存管理萬(wàn)法有 硬件法，軟件法，軟硬件結(jié)合 。9、段式管理中，以 段為單位分配內(nèi)存，每段分配一個(gè)連續(xù)的內(nèi)存區(qū)。由于各段長(zhǎng)度不等，所以這些

8、存儲(chǔ)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(chǔ)管理中，為實(shí)現(xiàn)地址映射，硬件應(yīng)提供兩個(gè)寄存器，一個(gè)是基址寄存器，另一個(gè)是限長(zhǎng)寄存器11、實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)是二級(jí)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 和動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu) 。12、在頁(yè)式管理中，頁(yè)表的作用是實(shí)現(xiàn)從頁(yè)號(hào)到物理塊號(hào) 的地址映射，存儲(chǔ)頁(yè)表的作用是記錄內(nèi)存頁(yè)面的分配情況。13、在段頁(yè)式存儲(chǔ)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(yè)式劃分。14存儲(chǔ)器以字節(jié)為編址單位，每一個(gè)字節(jié)有一個(gè)地址與其對(duì)應(yīng)，這些地址稱為內(nèi)存的絕對(duì)地址，其對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間稱為絕對(duì)地址空間。15、為提高地質(zhì)變換速度，在基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理的地址變換機(jī)構(gòu)

9、中增設(shè)一個(gè)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(gè)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(chǔ)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(chǔ)器？它有哪些基本特征？虛擬存儲(chǔ)器是由操作系統(tǒng)提供的一個(gè)假想的特大存儲(chǔ)器。它的基本特征是：虛擬擴(kuò)充一一不是物理上，而是邏輯上擴(kuò)充了內(nèi)存容量；部分裝入一一每個(gè)作業(yè)不是全部一次性地裝入內(nèi)存，而是只裝入一部分；虛散分配一一不必占用連續(xù)的內(nèi)存空間，而是“見縫插針”；多次對(duì)換一一所需的全部程序和數(shù)據(jù)要分成多

10、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(jiǎn)述虛擬存儲(chǔ)器的工作原理。把作業(yè)信息保留在磁盤上，當(dāng)作業(yè)請(qǐng)求裝入時(shí)，只將其中一部分先裝入主存儲(chǔ)器，作業(yè)執(zhí)行時(shí)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(chǔ)器的工作原理。5 .何謂頁(yè)表和快表？它們各起彳f么作用？頁(yè)表指出邏輯地址中的頁(yè)號(hào)與所占主存塊號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。頁(yè)式存儲(chǔ)管理在用動(dòng)態(tài)重定位方式裝入作業(yè)時(shí)、要利用頁(yè)表做地址轉(zhuǎn)換工作。快表就是存放在高速緩沖存儲(chǔ)器的部分頁(yè)表。它起頁(yè)表相同的作用。由于采用頁(yè)表做地址轉(zhuǎn)換，讀寫內(nèi)存數(shù)據(jù)時(shí)cPu要訪問兩次主

11、存。有了快表，有時(shí)只要訪問一次高速緩沖存儲(chǔ)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(yè)面調(diào)度算法有哪幾種 ？影響缺頁(yè)中斷有哪幾個(gè)主要因素？常用的頁(yè)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(yè)率低，反之則缺頁(yè)中斷率就高。（2）頁(yè)面大，缺頁(yè)中斷率低；頁(yè)面小缺頁(yè)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(yè)中，則按行處理各元素缺頁(yè)中斷率低；反之，按列處理各元素，則缺頁(yè)號(hào)物理塊號(hào)03172438頁(yè)中斷率高。（4）頁(yè)面調(diào)度算法對(duì)缺頁(yè)中斷率影響很大，但不可能找到一種最佳

12、算法五、計(jì)算題1、某虛擬存儲(chǔ)器的用戶編程空間共 32個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)為1KB ,內(nèi)存為16KB。假定某時(shí)刻一用戶頁(yè) 表中已調(diào)入內(nèi)存的頁(yè)面的頁(yè)號(hào)和物理塊號(hào)的對(duì)照表如右：則邏輯地址0A5c（H）所對(duì)應(yīng)的物理地址是什么？要求：寫出主要計(jì)算過程。分析頁(yè)式存儲(chǔ)管理的邏輯地址分為兩部分：頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址。由已知條件“用戶編程空間共32個(gè)頁(yè)面”，可知頁(yè)號(hào)部分占 5位；由“每頁(yè)為1KB , 1K=210,可知內(nèi)頁(yè)地址占10位。由“內(nèi)存為16KB,可知有16塊，塊號(hào)為4位。邏輯地址0A5c （H）所對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制表示形式是： 000 1010 0101 1100 ,根據(jù)上面的分析，下劃線部分為頁(yè)內(nèi)地址， 編碼“000

13、10 ”為頁(yè)號(hào)，表示該邏輯地址對(duì)應(yīng)的頁(yè)號(hào)為 2。查頁(yè)表，得到物理塊號(hào)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 （HD所對(duì)應(yīng)的物理地址是 125C （H）。2、對(duì)于如下的頁(yè)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(shí)，試問：使用FIFO、LRU置換算法產(chǎn)生的缺頁(yè)中斷是多少？寫出依次產(chǎn)生缺頁(yè)中斷后應(yīng)淘汰的頁(yè)。（所有內(nèi)存開始時(shí)都是空的，凡第一次用到的頁(yè)面都產(chǎn)生一次缺頁(yè)中斷。要求寫出計(jì)算步驟。）表示缺頁(yè)中斷內(nèi)存塊數(shù)

14、量為 3時(shí)（FIFO）:NULL,NULL,1*;NULL,1,2*;1,2,3*;2,3,4*;3,4,1*;4,1,2*;125*;125;125;2,5,3*;5,3,4*;5,3,4共有9次內(nèi)存塊數(shù)量為3時(shí)（LRU）:NULL,NULL,1*;NULL,1,2*;1,2,3*;2,3,4*;3,4,1*;4,1,2*;125*;2,5,1;5,1,2;123*;2,3,4*;3,4,5*共有10次內(nèi)存塊數(shù)量為4時(shí)（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(shí)，缺頁(yè)中斷（或稱缺頁(yè)次數(shù)、頁(yè)面故障）為 9;內(nèi)存塊為4時(shí)，缺頁(yè)中

15、斷為10。LRU淘汰算法：內(nèi)存塊為3時(shí)，缺頁(yè)中斷為10;內(nèi)存塊為4時(shí)，缺頁(yè)中斷為 8。3、現(xiàn)有一個(gè)作業(yè)，在段式存儲(chǔ)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(jì)算邏輯地址（2, 15）, （0, 60）, （3, 18）的絕對(duì)地址是多少？注：括號(hào)中第一個(gè)元素為段號(hào)，第二個(gè)元素為段內(nèi)地址。1 .解：段號(hào)主存起始地址段長(zhǎng)度012040176030248020337020段式存儲(chǔ)管理的地址轉(zhuǎn)換過程為：（1）根據(jù)邏輯地址中的段號(hào)查段表的相應(yīng)欄目；（2）根據(jù)段內(nèi)地址段長(zhǎng)度，檢查地址是否越界；（3）若不越界，則絕對(duì)地址 =該段的主存起始地址 +段內(nèi)地址。邏輯地址（2, 15）查段表得段長(zhǎng)度為 20,

16、段內(nèi)地址1540,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(zhǎng)度為 20,段內(nèi)地址1820,地址不越界，段號(hào) 3查表得段首地址為 370,于是絕對(duì)地址 =370+18=388。4.在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，某用戶的編程空間為16個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)1K,分配的內(nèi)存空間為 8Ko假定某時(shí)刻該用戶的頁(yè)表如下圖所示,試問：（1）邏輯地址084B （HD對(duì)應(yīng)的物理地址是多少？（用十六進(jìn)制表示）（2）邏輯地址5000 （十進(jìn)制）對(duì)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(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？頁(yè)號(hào)塊號(hào)0317243141259661720此題答案為：(1)答：1

17、04B(H)(2)答：13192(3)答：24A0 (H)的頁(yè)號(hào)為9,而其頁(yè)面當(dāng)前不在內(nèi)存, 所以會(huì)發(fā)一個(gè)缺頁(yè)中斷，請(qǐng)求系統(tǒng)調(diào)頁(yè)。 05.請(qǐng)求分頁(yè)管理系統(tǒng)中，假設(shè)某進(jìn)程的頁(yè)表內(nèi)容如下表所示。頁(yè)號(hào)頁(yè)框(Page Frame)號(hào)有效位(存在位)0101H1102254H1頁(yè)表內(nèi)容頁(yè)面大小為 4KB , 一次內(nèi)存的訪問時(shí)間是 100ns , 一次快表(TLB)的訪問時(shí) 間是10ns ,處理一次缺頁(yè)的平均時(shí)間為 108ns (已含更新TLB和頁(yè)表的時(shí)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(shí)先訪問 TLB,若TLB未命中，再訪問頁(yè) 表(忽略訪問頁(yè)表之后的 TLB更新時(shí)間)； 有效位為0表示頁(yè)面不在內(nèi)存，產(chǎn) 生缺頁(yè)中斷，缺頁(yè)中斷處理后，返回到產(chǎn)生缺頁(yè)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(qǐng)問：(1)依次訪問上述三個(gè)虛地址，各需多少時(shí)間？給出計(jì)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(qǐng)說明理由。1) 2362H: P=2,訪問快表10ns,因初始為空，訪問頁(yè)表100ns得到頁(yè)框號(hào)，合成物理地址后訪問主存100ns,共計(jì) 10ns+100ns+100ns=210ns1565H: