操作系統(tǒng)第四章作業(yè)答案

1、第四章作業(yè)（存儲器管理）第一次作業(yè)：1、 對于首次適應(yīng)算法，請回答下列問題：（1） 應(yīng)如何將各空閑分區(qū)鏈接成空閑分區(qū)鏈？ 為了實現(xiàn)對空閑分區(qū)的分配和鏈接，在每個分區(qū)的起始部分，設(shè)置一些用于控制分區(qū)分配的信息，以及用于鏈接各分區(qū)所用的前向指針；在分區(qū)尾部則設(shè)置一后向指針，通過前、后向鏈接指針，可將所有的空閑分區(qū)鏈接成一個雙向鏈。為了檢索方便，在分區(qū)尾部重復(fù)設(shè)置狀態(tài)位和分區(qū)大小表目。當(dāng)分區(qū)被分配出以后，把狀態(tài)位由0改為1，此時，前、后向指針已無意義。（2） 在回收內(nèi)存時，可能出現(xiàn)哪幾種情況？應(yīng)怎樣處理這些情況？ (1回收區(qū)與插入點的前一個空閑分區(qū)F1相鄰接，此時應(yīng)將回收區(qū)與插入點的前一分區(qū)合并，不

2、必為回收分區(qū)分配新表項，而只需修改其前一分區(qū)F1的大小。 (2回收分區(qū)與插入點的后一空閑分區(qū)F2相鄰接，此時也可將兩分區(qū)合并，形成新的空閑分區(qū)，但用回收區(qū)的首址作為新空閑區(qū)的首址，大小為兩者之和。 (3回收區(qū)同時與插入點的前、后兩個分區(qū)鄰接，此時將三個分區(qū)合并，使用F1的表項和F1的首址，取消F2的表項，大小為三者之和。 (4 回收區(qū)既不與F1鄰接，又不與F2鄰接。這時應(yīng)為回收區(qū)單獨建立一新表項，填寫回收區(qū)的首址和大小，并根據(jù)其首址插入到空閑鏈中的適當(dāng)位置。（3） 請對該算法的內(nèi)存管理性能進行分析。該算法傾向于優(yōu)先利用內(nèi)存中低地址，從而保證了高地址部分的大空閑去。這給以后達的大作業(yè)分配大的內(nèi)存

3、空間創(chuàng)造的條件。起缺點是低址部分不斷被劃分，會留下許多難以利用的小空閑分區(qū)，每次查找都從低址開始，會增加查找空閑分區(qū)的開銷。2分頁和分段存儲管理有何區(qū)別？答：主要表現(xiàn)在（1）頁是信息的物理單位，分頁是為實現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存的利用率?；蛘哒f，分頁僅僅是由于系統(tǒng)管理的需要而不是用戶的需要。段則是信息的邏輯單位，它含有一組其意義相對完整的信息。分段的目的是為了能更好地滿足用戶的需要。（2）頁的大小固定且由系統(tǒng)決定，由系統(tǒng)把邏輯地址劃分為頁號和頁內(nèi)地址兩部分，是由機器硬件實現(xiàn)的，因而在系統(tǒng)中只能有一種大小的頁面；根據(jù)信息的性質(zhì)來劃分。（3）分頁的作業(yè)地址空間是一維的，即單一的

4、線性地址空間，程序員只需利用一個記憶符，即可表示一個地址；而分段的作業(yè)地址空間則是二維的，程序員在標識一個地址時，即需給出段名，又需給出段內(nèi)地址。3某請求分頁系統(tǒng)，用戶空間為32KB，每個頁面1KB，主存16KB。某用戶程序有7頁長，某時刻該用戶進程的頁表如下：頁號物理塊號是否在TLB08是17是24否310否45否53是62是（1）計算兩個邏輯地址：0AC5H、1AC5H對應(yīng)的物理地址。（2）已知主存的一次存取為1.5us，對于TLB表（快表）的查詢時間可以忽略，則訪問上述兩個邏輯地址共耗費多少時間？答 （1） 每頁1kb代表頁內(nèi)偏移量為低地址10位，剩余的為頁號，所以0AC5H對應(yīng)的頁號為

5、2，物理塊為4，說以物理地址為12C5H, 同理可得1AC5H對應(yīng)的物理地址為0AC5H.（2）耗時為1×1.5us+2×1.5us=4.5us4什么叫重定位？它有哪兩種方式？這兩種方式有什么區(qū)別？ 由于經(jīng)過緊湊后的某些用戶程序在內(nèi)存中的位置發(fā)生了變化，此時若不對程序和數(shù)據(jù)的地址加以修改(變換)，則程序必將無法執(zhí)行。為此，在每次“緊湊”后，都必須對移動了的程序或數(shù)據(jù)進行重定位。5在具有快表的段頁式存儲管理方式中，如何實現(xiàn)地址變換？ 答：物理地址=該段在主存的起始地址+頁框號*大小+頁內(nèi)地址。第二次作業(yè)：1、 在某請求分頁管理系統(tǒng)中，一個作業(yè)共5頁，作業(yè)執(zhí)行時一次訪問如下頁面

6、：1，4，3，1，2，5，1，4，2，1，4，5，若分配給該作業(yè)的主存塊數(shù)為3，分別采用FIFO，LRU，Clock頁面置換算法，試求出缺頁中斷的次數(shù)及缺頁率。答 FIFO 缺頁次數(shù)為9，缺頁率為3/4LRU缺頁數(shù)為9，缺頁率為3/4Clock缺頁數(shù)為9，缺頁率為3/42、 某請求分頁管理系統(tǒng)，假設(shè)進程的頁表如下：頁號頁框號有效位裝入時間0101H12102254H14頁面大小為4KB，一次內(nèi)存的訪問時間為100納秒（ns），一次快表（TLB）的訪問時間是10ns，處理一次缺頁的平均時間為100毫秒（已含更新TLB和頁表的時間），進程的駐留集大小固定為2個頁框，采用FIFO法置換頁面。假設(shè)1）

7、TLB初始為空；2）地址轉(zhuǎn)換時，先訪問TLB，若TLB未命中時再訪問頁表（忽略TLB更新時間）；3）有效位為0表示頁面不在內(nèi)存中。請問：（1）該系統(tǒng)中，一次訪存的時間下限和上限各是多少？（給出計算過程）（2）若已經(jīng)先后訪問過0、2號頁面，則虛地址1565H的物理地址是多少？（給出計算過程）答（1）一次訪存時間下限10ns+100ns+100ns，上限10ns+100ns+100ms+100ns （2）基于上述訪問序列，當(dāng)訪問虛地址1565H時產(chǎn)生缺頁中斷，合法駐留集為2，必須從表中淘汰一個頁面，根據(jù)題目的置換算法，應(yīng)淘汰0號頁面，因此1565H的對應(yīng)頁框號為101H。由此可得1565H的物理地

8、址為101565H3、設(shè)某計算機的邏輯地址空間和物理地址空間均為128KB，按字節(jié)編址。若某進程最多需要6頁數(shù)據(jù)存儲空間，頁面大小為1KB，操作系統(tǒng)采用固定分配局部置換策略為該進程分配4個頁框（物理塊）。在時刻300前該進程各頁面的訪問情況如下表所示：頁號頁框號（塊號）裝入時間訪問位071301142301222001391801當(dāng)進程執(zhí)行到時刻300時，要訪問邏輯地址為17CAH的數(shù)據(jù)，請回答下列問題：（1）該邏輯地址對應(yīng)的頁號是多少？（2）若采用先進先出（FIFO）置換算法，該邏輯地址對應(yīng)的物理地址是多少？要求給出計算過程。（3）若采用時鐘（CLOCK）置換算法，該邏輯地址對應(yīng)的物理地址是多少？要求給出計算過程。設(shè)搜索下一頁的指針順時針方向移動，且當(dāng)前指向2號頁框，示意圖如下：17CAH=(0001 0111 1100 1010)2（1）頁大小為1K，則頁內(nèi)偏移地址為10位，前6位是頁號，所以邏輯地址對應(yīng)的頁號為：5 （2）FIFO：被置換的頁面所在頁框為7，