操作系統(tǒng)存儲管理試卷

1、1、某虛擬存儲器的用戶空間共有32個頁面，每頁1KB，主存16KB.假定某時(shí)刻為用戶的第0，1，2，3頁分別分配的物理塊號為5，10，4，7，試將虛擬地址0A5C和093C變換為物理地址.a.將0A5c變換為2進(jìn)制為：0000,1010,0101,1100,由于頁面大小為1KB約為2的10次方，所以0A5c的頁號為2,對應(yīng)的物理塊號為：4,所以虛擬地址0A5c的物理地址為125C;b.將093C變換為2進(jìn)制為：0000,1001,0011,1100,頁號也為2,對應(yīng)的物理塊號也為4,此時(shí)虛擬地址093c的物理地址為113c.2、在一個請求分頁系統(tǒng)中，采用LRU頁面置換算法時(shí)，假如一個作業(yè)的頁面

2、走向?yàn)?,3,2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M分別為3和4時(shí)，試計(jì)算訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率比較所得結(jié)果答案：a. 當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M為3時(shí)，所發(fā)生的缺頁率為7，缺頁率為:7/12=；b. b.當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M為4時(shí)，所發(fā)生的缺頁率為4，缺頁率為:4/12=.3、什么是抖動產(chǎn)生抖動的原因是什么？a.抖動（Thrashing）就是指當(dāng)內(nèi)存中已無空閑空間而又發(fā)生缺頁中斷時(shí)，需要從內(nèi)存中調(diào)出一頁程序或數(shù)據(jù)送磁盤的對換區(qū)中，如果算法不適當(dāng)，剛被換出的頁很快被訪問，需重新調(diào)入，因此需再選一頁調(diào)出，而此時(shí)被換出的頁很快又要被訪問，因而又需將它調(diào)

3、入，如此頻繁更換頁面，以致花費(fèi)大量的時(shí)間，我們稱這種現(xiàn)象為"抖動"b.產(chǎn)生抖動的原因是由于cPU的利用率和多道程序度的對立統(tǒng)一矛盾關(guān)系引起的，為了提高cPU利用率，可提高多道程序度，但單純提高多道程序度又會造成缺頁率的急劇上升，導(dǎo)致CPU的利用率下降，而系統(tǒng)的調(diào)度程序又會為了提高CPU利用率而繼續(xù)提高多道程序度，形成惡性循環(huán)，我們稱這時(shí)的進(jìn)程是處于"抖動"狀態(tài).【例1】可變分區(qū)存儲管理系統(tǒng)中，若采用最佳適應(yīng)分配算法，“空閑區(qū)表”中的空閑區(qū)可按（A）順序排列A、長度遞增B、長度遞減C、地址遞增D、地址遞減分析：最佳適應(yīng)算法要求每次都分配給用戶進(jìn)程能夠滿足其

4、要求的空閑區(qū)中最小的空閑區(qū)，所以為了提高算法效率，我們把所有的空閑區(qū)，按其大小以遞增的順序形成一空閑分區(qū)鏈這樣，第一個找到的滿足要求的空閑區(qū)，必然是符合要求中最小的所以本題的答案是A【例2】虛擬存儲技術(shù)是（B）A、擴(kuò)充主存物理空間技術(shù)B、擴(kuò)充主存邏輯地址空間技術(shù)C、擴(kuò)充外存空間的技術(shù)D、擴(kuò)充輸入/輸出緩沖區(qū)技術(shù)分析：所謂虛擬存儲器，是指僅把作業(yè)的一部分裝入內(nèi)存便可運(yùn)行作業(yè)的存儲器系統(tǒng)具體地說，所謂虛擬存儲器是指具有請求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對內(nèi)存容量進(jìn)行擴(kuò)充的一種存儲器系統(tǒng)實(shí)際上，用戶所看到的大容量只是一種感覺，是虛的，故稱之為虛擬存儲器虛擬存儲技術(shù)是一種性能非常優(yōu)越的存儲器管理技術(shù)、

5、故被廣泛地應(yīng)用于大、中、小型機(jī)器和微型機(jī)中所以本題的答案是B【例3】很好地解決了“零頭”問題的存儲管理方法是（A）A、分頁存儲管理方式B、分段存儲管理方式C、多重分區(qū)管理D、可變式分區(qū)管理分析：“零頭”也就是內(nèi)存碎片，是指內(nèi)存中無法被利用的小空閑區(qū)在有些內(nèi)存管理方式下，系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，內(nèi)存的碎片會占據(jù)相當(dāng)?shù)臄?shù)量的空間分段存儲管理方式、多重分區(qū)管理、可變式分區(qū)管理都會因?yàn)閮?nèi)存分配回收產(chǎn)生“零頭”，而分頁存儲管理方式，按事先劃分好的內(nèi)存塊為單位分配回收內(nèi)存，所以不會產(chǎn)生“零頭”所以本題的答案是A4】系統(tǒng)“抖動”現(xiàn)象的發(fā)生是由（B）引起的A交換的信息量過大B、置換算法選擇不當(dāng)C、內(nèi)存容量不足D、

6、請求分頁管理方案分析：“抖動”現(xiàn)象是指剛被換出的頁很快又要被訪問，為此，又要換出其他頁，而該頁又很快被訪問，如此頻繁地置換頁面，以致大部分時(shí)間都花在頁面置換上交換的信息量過大，內(nèi)存容量不足都不是引起系統(tǒng)“抖動”現(xiàn)象的原因，而選擇的置換算法不當(dāng)才是引起“抖動”現(xiàn)象的根本原因，例如，先進(jìn)先出算法就可能產(chǎn)生“抖動”現(xiàn)象所以本題的答案是B【例5】虛擬存儲管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)是程序的（C）理論A、全局性B、虛擬性C、局部性D、動態(tài)性分析：虛擬存儲技術(shù)是基于程序的局部性原理的，程序的局部性原理體現(xiàn)在兩個方面：時(shí)間局部性和空間局部性時(shí)間局部性是指一條指令被執(zhí)行后，那么它可能很快會再次被執(zhí)行，空間局部性是指若某一存

7、儲單元被訪問，那么與該存儲單元相鄰的單元可能也會很快被訪問所以本題的答案是C【例6】簡述頁和段的區(qū)別答：分頁和分段有許多相似之處，但是在概念上兩者完全不通，主要表現(xiàn)在：頁是信息的物理單位，分頁是為了系統(tǒng)管理內(nèi)存的方便而進(jìn)行的，故對用戶而言，分頁是不可見的，是透明的；段是信息的邏輯單位，分段是作業(yè)邏輯上的要求，對用戶而言，分段是可見的頁的大小是固定的，由系統(tǒng)決定；段的大小是不固定的，由用戶作業(yè)本身決定從用戶角度看，分頁的地址空間是一維的，而段的地址空間是二維的【例7】內(nèi)存保護(hù)是否可以完全由軟件來實(shí)現(xiàn)為什么答：內(nèi)存保護(hù)的主要任務(wù)是確保每道程序都只在自己的內(nèi)存內(nèi)運(yùn)行這就要求系統(tǒng)能對每條指令所訪問的地

8、址進(jìn)行越界檢查若發(fā)生越界，系統(tǒng)應(yīng)能立即發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出越界中斷請求，以終止該指令若每次檢查完全用軟件來實(shí)現(xiàn)，則每執(zhí)行一條指令，都要增加若干條指令去執(zhí)行越界的檢查功能，這無疑將降低程序的執(zhí)行速度，因此，越界檢查通常由硬件實(shí)現(xiàn)，并使指令的執(zhí)行與越界檢查功能并行執(zhí)行，從而不使程序的運(yùn)行速度降低當(dāng)然，對發(fā)現(xiàn)有越界后的處理需要與軟件配合來完成因此說內(nèi)存保護(hù)功能是由硬件和軟件共同完成的【例8】用可變分區(qū)方式管理主存時(shí)，假定主存中按地址順序依次有五個空閑區(qū)，空閑區(qū)的大小為32K,10K,5K,228K,100K現(xiàn)有五個作業(yè)J1,J2,J3,J4和J5它們各需主存11K,10K,108K,28K,115K若采用首

9、次適應(yīng)分配算法能把這五個作業(yè)按J1J5的次序全部裝入主存嗎你認(rèn)為按怎樣的次序裝入這五個作業(yè)可時(shí)主存空間的利用率最高答：最先適應(yīng)分配算法能把這五個作業(yè)按J1J5的次序全部裝入主存時(shí)，J1、J2分割第一個空閑區(qū)，剩11K;J&J4分割第四個空閑區(qū)，剩92K;J5無法裝入，所以用最先適應(yīng)分配算法不能把這五個作業(yè)按J1J5的次序全部裝入主存如果先裝入J3,裝入第四個空閑區(qū)，剩余空間120K;再裝入J5,裝入第四個空閑區(qū)，剩余空間5K;再裝入J4,裝入第一個空閑區(qū)，剩余4K;再裝入J1,J1裝入第五個空閑區(qū)，剩余空間104K;再裝入J2,裝入第二個空閑區(qū)，這樣效率最好【例9】簡述什么是覆蓋什么是

10、交換覆蓋和交換的區(qū)別是什么答：所謂覆蓋，是指同一主存區(qū)可以被不同的程序段重復(fù)使用通常一個作業(yè)由若干個功能上相互獨(dú)立的程序段組成，作業(yè)在一次運(yùn)行時(shí)，也只用到其中的幾段，利用這樣一個事實(shí)，我們就可以讓那些不會同時(shí)執(zhí)行的程序段共用同一個主存區(qū)所謂交換，就是系統(tǒng)根據(jù)需要把主存中暫時(shí)不運(yùn)行的某個（或某些）作業(yè)部分或全部移到外存，而把外存中的某個（或某些）作業(yè)移到相應(yīng)的主存區(qū)，并使其投入運(yùn)行覆蓋技術(shù)要求程序員必須把一個程序劃分成不同的程序段，并規(guī)定好它們的執(zhí)行和覆蓋順序，操作系統(tǒng)根據(jù)程序員提供的覆蓋結(jié)構(gòu)來完成程序之間的覆蓋覆蓋主要在同一個作業(yè)或同一個進(jìn)程內(nèi)進(jìn)行；而交換主要是在進(jìn)程或作業(yè)之間進(jìn)行另外，覆蓋只

11、能覆蓋那些與覆蓋程序段無關(guān)的程序段【例10】對一個將頁表放在內(nèi)存中的分頁系統(tǒng)：(1)如果訪問內(nèi)存需要仙s,有效訪問時(shí)間為多少(2)如果增加一個快表，且假定在快表中找到頁表項(xiàng)的幾率高達(dá)90%,則有效訪問時(shí)間又是多少(假定查找快報(bào)需花的時(shí)間為0)分析：每次訪問數(shù)據(jù)時(shí)，若不使用快表，則需要兩次訪問內(nèi)存，即先從內(nèi)存的頁表中讀出頁對應(yīng)的塊號，然后再根據(jù)形成的物理地址去存取數(shù)據(jù)；使用快表時(shí)，若能從快表中直接找到對應(yīng)的頁表項(xiàng)，則可立即形成物理地址去訪問相應(yīng)的數(shù)據(jù)，否則，仍需兩次訪問內(nèi)存答：(1)有效訪問時(shí)間為：2X=s(2)有效訪問時(shí)間為：X+(1-)義2義二叱s【例11】某系統(tǒng)采用分頁存儲管理方式，擁有邏

12、輯空間32頁，每頁2K,擁有物理空間1M(1)寫出邏輯地址的格式(2)若不考慮訪問權(quán)限等，進(jìn)程的頁表項(xiàng)有多少項(xiàng)每項(xiàng)至少有多少位(3)如果物理空間減少一半，頁表結(jié)構(gòu)應(yīng)相應(yīng)作怎樣的改變答：該系統(tǒng)擁有邏輯空間32頁，故邏輯地址中頁號必須用5位來描述；而每貞為2k,因此，頁內(nèi)地址必須用11位來描述，這樣可得到它的邏輯地址格式如下：1511100頁號頁內(nèi)地址(2)每個進(jìn)程最多有32個頁面，因此，進(jìn)程的頁表項(xiàng)最多為32項(xiàng)；若不考慮訪問權(quán)限等，則頁表項(xiàng)中只需給出頁所對應(yīng)的物理塊號，1M的物理空間可分成29個物理塊，故每個頁表項(xiàng)至少有9位(3)如果物理空間減少一半，則頁表中頁表項(xiàng)數(shù)仍不變，但每項(xiàng)的長度可減少1

13、位【例12】在分頁存儲管理系統(tǒng)中，邏輯地址的長度為16位，頁面大小為4096字節(jié)，現(xiàn)有一邏輯地址為2F6AH,且第0、1、2頁依次存放在物理塊5、10、11中，問相應(yīng)的物理地址是多少分析：在分頁存儲管理系統(tǒng)中進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換時(shí)，地址變換機(jī)構(gòu)將自動把邏輯地址轉(zhuǎn)化為頁號和頁內(nèi)地址，如果頁號不小于頁表長度，則產(chǎn)生越界中斷；否則便以頁號為索引去檢索頁表，從中得到對應(yīng)的塊號，并把塊號和頁內(nèi)位移分別送入物理地址寄存器的塊號和塊內(nèi)位移字段中，形成物理地址答：由題目所給條件可知，分頁存儲管理系統(tǒng)的邏輯地址結(jié)構(gòu)為：15 12 11頁號頁內(nèi)位移邏輯地址2F6AH的二進(jìn)制表示如下：0010頁號頁內(nèi)位移由此可知邏輯地址2

14、F6AH的頁號為2，小于頁表長度3，沒有越界，該頁存放在第11個物理塊中，用十六進(jìn)制表示塊號為B,所以物理地址為BF6AH【例13】什么是虛擬存儲器如何實(shí)現(xiàn)分頁虛擬存儲管理系統(tǒng)答：所謂虛擬存儲器，是指僅把作業(yè)的一部分裝入內(nèi)存便可運(yùn)行作業(yè)的存儲器系統(tǒng)具體地說，所謂虛擬存儲器是指具有請求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對內(nèi)存容量進(jìn)行擴(kuò)充的一種存儲器系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)分頁虛擬存儲管理系統(tǒng)，首先要擴(kuò)充頁表，擴(kuò)充后的頁表是在原來頁表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，包括以下內(nèi)容：頁號、物理塊號、狀態(tài)位、訪問位、修改位、外存地址其中狀態(tài)位表示該頁是否已經(jīng)調(diào)入內(nèi)存；訪問位表示該頁在內(nèi)存期間是否被訪問過；修改位表示該頁在內(nèi)存中是否被

15、修改過，若未被修改，則在置換該頁時(shí)就不需將該頁寫回到外存，以減少系統(tǒng)的開銷和啟動磁盤的次數(shù)；若已被修改，則在置換該頁時(shí)必須把該頁寫回到外存，以保證外存中所保留的始終是最新副本；外存地址用于指出該頁在外存上的地址，通常是物理塊號，供調(diào)入該頁時(shí)使用另外，還要使用兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：請求調(diào)頁技術(shù)和頁面置換技術(shù)【例14】在分頁虛擬存儲管理系統(tǒng)中，為什么說一條指令執(zhí)行期間可能產(chǎn)生多次缺頁中斷答：因分頁虛擬管理方式中，只要作業(yè)的部分頁在內(nèi)存，該作業(yè)就能執(zhí)行，而在執(zhí)行過程中發(fā)現(xiàn)所要訪問的指令或者數(shù)據(jù)不在內(nèi)存時(shí)，則產(chǎn)生缺頁中斷，將所需的頁面調(diào)入內(nèi)存在分頁虛擬存儲管理系統(tǒng)中，一條指令（如CopyAtoB）可能跨了兩個

16、頁，而其中要訪問的操作數(shù)可能也跨了兩個頁當(dāng)要執(zhí)行這類指令，而相應(yīng)的頁都不在內(nèi)存時(shí)，就將產(chǎn)生多次缺頁中斷（如CopyAtoB可能產(chǎn)生6次缺頁中斷）【例15】在分頁虛擬存儲管理系統(tǒng)中，假定系統(tǒng)為某進(jìn)程分配了四個主存塊（將開始4頁先裝入主存），頁的引用順序?yàn)椋?，1，2，0，3，0，4，2，3，0,3,2,7,0,1,若采用FIFO調(diào)度算法、LRU調(diào)度算法時(shí)分別產(chǎn)生多少次缺頁中斷依次淘汰的頁分是什么答：按照先進(jìn)先出算法的原則：當(dāng)發(fā)生缺頁中斷時(shí)，將淘汰最先調(diào)入主存的頁面：頁號71203042303270主存塊的情況77773333333333111 11144444444222222222222770

17、000000000000淘汰頁0712 共發(fā)生了3次缺頁中斷，依次淘汰的頁位7、1、2按照最近最少用算法的原則：當(dāng)發(fā)生缺頁中斷時(shí)，后者則淘汰最近一段時(shí)面內(nèi)最久沒有被訪問的頁面頁號71203042303270主存塊的情況7120304230327017120304230327227122304220320007112304440淘汰頁3714發(fā)生了3次缺頁中斷，依次淘汰的頁位7、1、4【例16】現(xiàn)有一分頁虛擬存取管理系統(tǒng)，其頁表保存在寄存器中若有一個可用的空頁或被替換的頁未被修改，則它處理一個缺頁中斷需要8ms如果被替換的頁已被修改，則處理一個缺頁中斷需要20ms內(nèi)存存取時(shí)間為1s假定70%被替

18、換的頁被修改過，為保證有效存取時(shí)間不超過2s,可接受的最大缺頁率是多少分析：因?yàn)轫摫矸旁诩拇嫫骼?，所以訪問頁表的時(shí)間可以忽略不計(jì)則存取時(shí)間就包括內(nèi)存存取時(shí)間和處理缺頁中斷的時(shí)間答：如果用P表小缺頁率，則有效訪問時(shí)間不超過2（is可表小為：（1-p）x1ns+pxx20ms+x8ms+1as）<2as因此可計(jì)算出：p<1/16400Q2下列（A）存儲方式不能實(shí)現(xiàn)虛擬存儲器A、分區(qū)B、頁式G段式D、段頁式3操作系統(tǒng)處理缺頁中斷時(shí)，選擇一種好的調(diào)度算法對主存和輔存中的信息進(jìn)行高效調(diào)度盡可能地避免（D）A、碎片B、CPU空閑C、多重中斷D、抖動4分頁式存儲管理的主要特點(diǎn)是（C）A、要求處理

19、缺頁中斷B、要求擴(kuò)充主存容量C、不要求作業(yè)裝入到主存的連續(xù)區(qū)域D、不要求作業(yè)全部同時(shí)裝人主存5.LRU頁面調(diào)度算法淘汰（B）的頁A、最近最少使用B、最近最久未使用C、最先進(jìn)入主存D、將來最久使用6虛擬存儲器實(shí)際容量受（B）限制A、物理主存的大小R計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)C磁盤容量D、數(shù)據(jù)存放的絕對地址7.分區(qū)管理要求對每一個作業(yè)都分配（A的主存單元A、地址連續(xù)B、若干地址不連續(xù)的C、若干連續(xù)的頁D、若干不連續(xù)的幀8頁面置換算法中（A）不是基于程序執(zhí)行的局部性理論A、先進(jìn)先出調(diào)度算法B、LRUCLFUD最近最不常用調(diào)度算法9在存儲管理中，采用覆蓋與交換技術(shù)的目的是（A）A、節(jié)省主存空間R物理上擴(kuò)充主存容

20、量C、提高CPU的效率D、實(shí)現(xiàn)主存共享10分頁虛擬存儲管理中，缺頁中斷時(shí)，欲調(diào)度一頁進(jìn)入主存中，內(nèi)存己無空閑塊，如何決定淘汰已在主存的塊時(shí)，（B）的選擇是很重要的A、地址變換B、頁面調(diào)度算法C、對換方式D、覆蓋技術(shù)11動態(tài)重定位技術(shù)依賴于（B）A、重定位裝入程序B、重定位寄存器C、地址結(jié)構(gòu)D、目標(biāo)程序12 （D）存儲管理兼顧了段式在邏輯上清晰和頁式在存儲管理上方便的優(yōu)點(diǎn)A、分段B、分頁G可變分區(qū)方式D、段頁式13 在可變分區(qū)存儲管理中，某作業(yè)完成后要收回其主存空間，該空間可能與相鄰空閑區(qū)合并，修改空閑區(qū)表使空閑區(qū)始址改變但空閑區(qū)數(shù)不變的是（C）情況A、有上鄰空閑區(qū)也有下鄰空閑區(qū)B、有上鄰空閑區(qū)

21、但無下鄰空閑區(qū)C、無上鄰空閑區(qū)但有下鄰空閑區(qū)D、無上鄰空閑區(qū)且也無下鄰空閑區(qū)14可變分區(qū)管理中，首次適應(yīng)分配算法可將空閑區(qū)表中的空閑區(qū)欄目按（A）順序排列A、地址遞增B、長度遞增C、地址遞減D、長度遞減15在固定分區(qū)分配中，每個分區(qū)的大小是（C）A、隨作業(yè)長度變化B、相同G可以不同彳!預(yù)先固定D、可以不同但根據(jù)作業(yè)長度固定16存儲管理主要管理的是（C）A、外存存儲器用戶區(qū)B、外存存儲器系統(tǒng)區(qū)C、主存儲器用戶區(qū)D、主存儲器系統(tǒng)區(qū)17下述（B）頁面置換算法會產(chǎn)生Belady現(xiàn)象A、最佳置換算法B、先進(jìn)先出算法C、LRU算法D、Clock算法18作業(yè)執(zhí)行中發(fā)生了缺頁中斷，經(jīng)操作系統(tǒng)處理后，應(yīng)讓其執(zhí)行

22、（C）指令A(yù)、被中斷白前一條B、被中斷白后一條G被中斷的D、啟動時(shí)的第一條19可變分區(qū)方式常用的主存分配算法中，（A）總是找到能滿足作業(yè)要求的最小空閑區(qū)分配A、最佳適應(yīng)算法B、首次適應(yīng)算法C、最壞適應(yīng)算法D、循環(huán)首次適應(yīng)算法20可變分區(qū)方式常用的主存分配算法中，（C）總是找到能滿足作業(yè)要求的最大空閑區(qū)分配A、最佳適應(yīng)算法B、首次適應(yīng)算法C、最壞適應(yīng)算法D、循環(huán)首次適應(yīng)算法二、多項(xiàng)選擇題1不需硬件地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)支撐的存儲管理方式是（AD）A、單用戶連續(xù)方式B、可變分區(qū)方式C、頁式和段式D、固定分區(qū)方式E、段頁式2可用上下界限寄存器實(shí)現(xiàn)存儲保護(hù)的是（ACE）存儲管理A、分段B、段頁式C、可變分區(qū)D、分頁E、固定分區(qū)3在下列存儲器管理方案中，能實(shí)現(xiàn)虛擬存儲的是（CD