存儲器管理23答案

1、第四章存儲器管理23答案）第四章存儲器管理學(xué)號姓名一、單項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)。

2、9、虛擬存儲技術(shù)是（補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

3、少，而且使內(nèi)存利用率較高。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）。分頁存儲

4、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（）。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（）實現(xiàn)了兩種存儲方式的優(yōu)勢互補。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，一是程序執(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.最近最不常用的頁D

5、.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)可以占用不連續(xù)的內(nèi)存空間，而段式存

6、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構(gòu)實現(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)存后的實際物理地址不同，把相對地址轉(zhuǎn)換為物理地址，這是操

7、作系統(tǒng)的重定位功能。4、用戶編寫的程序與實際使用的物理設(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)存管理萬法有硬件法，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)。1

8、0、在存儲管理中，為實現(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)換機構(gòu)。12、在頁式管理中，頁表的作用是實現(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)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

9、：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：虛擬擴充一一不是物理上，而是邏輯上擴充了內(nèi)存容量；部分裝入一一每個作業(yè)不是全部一次性地裝入內(nèi)存，而是只裝入一部分；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”；多次對換一一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

10、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？它們各起彳f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

11、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，則缺頁號物理塊號03172438頁中斷率高。（4）頁面調(diào)度算法對缺頁中斷率影響很大，但不可能找到一種最佳算法五、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1K

12、B,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：000101001011100,根據(jù)上面的分析，下劃線部分為頁內(nèi)地址，編碼“00010”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

13、），即物理塊地址為：0100,拼接塊內(nèi)地址1001011100,得01001001011100,即125C（H）。解邏輯地址0A5c（HD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

14、,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。3、現(xiàn)有一個作業(yè)，在段式存儲管理的系統(tǒng)中已

15、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：段號主存起始地址段長度012040176030248020337020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（2,15）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

16、,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8Ko假定某時刻該用戶的頁表如下圖所示,試問：（1）邏輯地址084B（HD對應(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：1

17、04B(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。05.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(PageFrame)號有效位(存在位)0101H11一02254H1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108ns(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、1565H25A5H,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+100n