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千里之行,始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦(完整word版)操作系統(tǒng)第4章練習(xí)題(word文檔良心出品)第4章存儲器管理

4.1典型例題解析

【例1】某系統(tǒng)采納動態(tài)分區(qū)別配方式管理內(nèi)存,內(nèi)存空間為640K,高端40K用來存放操作系統(tǒng)。在內(nèi)存分配時,系統(tǒng)優(yōu)先使用空閑區(qū)低端的空間。對下列的哀求序列:作業(yè)1申請130K、作業(yè)2申請60K、作業(yè)3申請100K、作業(yè)2釋放60K、作業(yè)4申請200K、作業(yè)3釋放100K、作業(yè)1釋放130K、作業(yè)5申請140K、作業(yè)6申請60K、作業(yè)7申請50K、作業(yè)6釋放60K,請分離畫圖表示出訪用首次適應(yīng)算法和最佳適應(yīng)算法舉行內(nèi)存分配和回收后內(nèi)存的實(shí)際使用狀況。

答:使用首次適應(yīng)算法和最佳適應(yīng)算法舉行上述內(nèi)存的分配和回收后,內(nèi)存的實(shí)際使用狀況分離如圖(a)和(b)所示。

(a)

(b)【例2】對一個將頁表存放在內(nèi)存中的分頁系統(tǒng):

(1)如拜訪內(nèi)存需要0.2μs,有效拜訪時光為多少?

(2)假如加一快表,且假定在快表中找到頁表項的機(jī)率高達(dá)90%,則有效拜訪時光又是多少(假定查快表需花的時光為0)?答:(1)有效拜訪時光為:2×0.2=0.4μs(2)有效拜訪時光為:0.9×0.2+(1—0.9)×2×0.

2=0.22ps。

【例3】某系統(tǒng)采納頁式存儲管理策略,擁有規(guī)律空間32頁,每頁2K,擁有物理空間1M。(1)寫出規(guī)律地址的格式。

(2)若不考慮拜訪權(quán)限等,進(jìn)程的頁表有多少項?每項至少有多少位?(3)假如物理空間削減一半,頁表結(jié)構(gòu)應(yīng)相應(yīng)作怎樣的轉(zhuǎn)變?答:(1)該系統(tǒng)擁有規(guī)律空間32頁,故規(guī)律地址中頁號必需用5位來描述:而每頁為2K,因此,頁內(nèi)地址必需用11位來描述,這樣可得到它的規(guī)律地址格式如下:等,則頁表項中只需給出頁所對應(yīng)的物理塊塊號,1M的物理空間可分成29個內(nèi)存塊,故每個頁表項至少有9位

(3)假如物理空間削減一半,則頁表中頁表項數(shù)仍不變,但每項的長度可削減1位?!纠?】已知某分頁系統(tǒng),主存容量為64K,頁面大小為1K,對一個4頁大的作業(yè),其0、l、2、3頁分離被分配到主存的2、4、6、7塊中。

(1)將十進(jìn)制的規(guī)律地址1023、2500、3500、4500轉(zhuǎn)換成物理地址。(2)以十進(jìn)制的規(guī)律地址1023為例畫出地址變換過程圖。

答:(1)對上述規(guī)律地址,可先計算出它們的頁號和頁內(nèi)地址(規(guī)律地址除以頁面大小,得到的商為頁號,余數(shù)為頁內(nèi)地址),然后通過頁表轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的物理地址。

①規(guī)律地址1023:1023/1K,得到頁號為0,頁內(nèi)地址為1023,查頁表找到對應(yīng)的物

理塊號為2,故物理地址為2×1K+1023=3071。

②規(guī)律地址2500:2500/1K,得到頁號為2,頁內(nèi)地址為452,查頁表找到對應(yīng)的物理塊號為6,故物理地址為6×IK+452=6596。

③規(guī)律地址3500:3500/IK,得到頁號為3,頁內(nèi)地址為428,查頁表找到對應(yīng)的物理塊號為7,故物理地址為7×1K+428=7596。

④規(guī)律地址4500:4500/1K,得到頁號為4,頁內(nèi)地址為404,因頁號不小于頁表長度,故產(chǎn)生越界中斷。

(2)規(guī)律地址1023的地址變換過程如下圖所示,其中的頁表項中沒考慮每頁的拜訪

權(quán)限。

【例5】已知某系統(tǒng)頁面長4KB,頁表項4字節(jié),采納多層分頁策略映射64位虛擬地址空間。若限定最高層頁表占1頁,問它可以采納幾層分頁策略。(浙江高校2000年考題)答:由題意,64位虛擬地址的虛擬空間大小為264.頁面長為4KB,頁表項4字節(jié),所以一個頁面可存放1K個表項。因?yàn)樽罡邔禹摫碚?頁,也就是說其頁表項個數(shù)最多為1K個,每一項對應(yīng)一頁,每頁又可存放1K個頁表項,依次類推可知,采納的分頁層數(shù)為:6層?!纠?】對于下表所示的段表,請將規(guī)律地址(0,137),(1,4000),(2,3600),(5,230)轉(zhuǎn)換成物理地址。

段表

答:(1)段號0小于段表長5,故段號合法;由段表的第0項可獲得段的內(nèi)存始址為

50K,段長為10K;因?yàn)槎蝺?nèi)地址137,小于段長10K,故段內(nèi)地址也是合法的,因此可得出對應(yīng)的物理地址為50K+137=5l337。

(2)段號l小于段表長,故段號合法;由段表的第l項可獲得段的內(nèi)存始址為60K,段長為3K:經(jīng)檢查,段內(nèi)地址4000超過段長3K,因此產(chǎn)生越界中斷。

(3)段號2小于段表長,故段號合法;由段表的第2項可獲得段的內(nèi)存始址為70K,段長為5K;故段內(nèi)地址3600也合法。因此,可得出對應(yīng)的物理地址為70K+3600=75280。

(4)段號5等于段表長,故段號不合法,產(chǎn)生越界中斷。

【例7】在一個哀求分頁系統(tǒng)中,如果一個作業(yè)的頁面走向?yàn)?,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,目前它還沒有任何頁裝入內(nèi)存,當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)目M為3時,請分離計算采納OPT、LRU和FIFO頁面淘汰算法時拜訪過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率。答:(1)使用FIFO算法時,拜訪過程中發(fā)生缺頁的狀況為:當(dāng)物理塊數(shù)目M為3時,缺頁次數(shù)為9,缺頁率為9/12(如下表所示)。

(2)使用OPT算法時,拜訪過程中發(fā)生缺頁的狀況為:當(dāng)物理塊數(shù)目M為3時,缺頁次數(shù)為

(3)使用LRU算法時,拜訪過程中發(fā)生缺頁的狀況為:當(dāng)物理塊數(shù)目M為3時,缺頁次

序引用內(nèi)存單元:3635,3632,1140,3584,2892,3640,0040,2148,1700,2145,3209,0000,1102,1100。假如上述數(shù)字均為十進(jìn)制數(shù),而內(nèi)存中尚未裝入任何頁。給出訪用LRU算法時的缺頁次數(shù),并與FIFO時的狀況舉行比較。

答:按照題意,分配給作業(yè)的內(nèi)存塊數(shù)為3,而頁面的引用次序?yàn)椋?、3、1、3、2、3、O、2、l、2、3、O、l、1。因此,可以計算出,采納LRU算法時,缺頁次數(shù)為8,采納FIFO算法時,缺頁次數(shù)為6。LRU算法用最近的過去來作為預(yù)測最近的未來的依據(jù),普通認(rèn)為其有較好的性能,但實(shí)現(xiàn)時,要記錄最近在內(nèi)存的每個頁面的使用狀況,比FIFO困難,其開銷也大。有時,因頁面的過去和將來的走向之間并無必定的聯(lián)系,如上面,LRU算法的性能就沒有想象中的那么好。

【例9】某虛擬存儲器的用戶空間共有32個頁面,每頁1K,主存16K。假定某時刻系統(tǒng)為用戶的第0、1、2、3頁分配的物理塊號為5、10、4、7,而該用戶作業(yè)的長度為6頁,試將十六進(jìn)制的虛擬地址0A5C、103C、1A5C轉(zhuǎn)換成物理地址。

答:由題目所給條件可知,該系統(tǒng)的規(guī)律地址有15位,其中高5位為頁號,低10位為頁內(nèi)地址;物理地址有14位,其中高4位為頁幀號,低10位為頁幀內(nèi)地址。另外,因?yàn)轭}目中給出的規(guī)律地址是十六進(jìn)制數(shù),故可先將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)以直接獲得頁號和頁內(nèi)地址,再完成地址的轉(zhuǎn)換

如右圖所示,規(guī)律地址(0A5C)16的頁號為

(00010)2,即2,故頁號合法;從頁表中找到對

應(yīng)的內(nèi)存塊號為4,即(0100)2與頁內(nèi)地址(10

01011100)2拼接形成物理地址(0100100101

1100)2即(125C)16。

(2)規(guī)律地址(103C)16的頁號為4,頁號合法,但

該頁未裝入內(nèi)存,故產(chǎn)生缺頁中斷。

(3)規(guī)律地址(1A5C)16的頁號為6,為非法頁號,

故產(chǎn)生越界中斷。

【例10】現(xiàn)有一哀求調(diào)頁系統(tǒng),頁表保存在寄

存器中。若有一個被替換的頁未被修改過,則處

理一個缺頁中斷需要8ms;若被替換的頁已被

修改過,則處理一個缺頁中斷需要20ms。內(nèi)存存取時光為lμs,拜訪頁表的時光可忽視不計。假定70%被替換的頁被修改過,為保證有效存取時光不超過2μs,可接受的最大缺頁率是多少?

答:假如用p表示缺頁率,則有效存取時光不超過2us可表示為:

(1-p)×1μs+p×(0.7×20ms+0.3×8ms+lμs)≤2μs

因此可計算出:

p≤1/16400≈0.00006

即可接受的最大缺頁率為0.00006。

【例10】如果一個程序的段表如下表所示,其中合法位為1表示段在內(nèi)存,存取控制字段中w?

(1)STORER1,[0,70]

(2)STORER1,[1,20]

(3)LOADR1,[3,20]

(4)LOADR1,[3,100]

(5)JMP[2,100]

答:(1)指令STORER1,[O,70]。從段表的第0項可讀出第0段的合法位為0,表示相應(yīng)段未裝入內(nèi)存,因此地址變換機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生一缺段中斷,以哀求OS將其調(diào)入內(nèi)存。

(2)指令STORERl,[1,20]。從段表的第1項可以看出,雖然指令中的規(guī)律地址合法,段也已在內(nèi)存,但本指令對內(nèi)存的拜訪方式(寫)與庇護(hù)碼字段(只讀)不符,故硬件將產(chǎn)生庇護(hù)性中斷信號。

(3)LOADR1,[3,20]。從段表的第3項可讀出第3段的合法位為1,內(nèi)存始址為8000,段長為80,存取控制為R,因此,規(guī)律地址合法,拜訪方式也合法,形成物理地址8020后,指令將把該單元的內(nèi)容讀到寄存器R1中。

(4)指令LOADR1,[3,100]。從段表的的第3項可讀出第3段的合法位為l,內(nèi)存始址為8000,段長為80,存取控制為R,因此,指令的規(guī)律地址中段內(nèi)地址超過了段長,地址變換機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生越界中斷信號。

(5)指令JMP[2,100]。從段表的第2項可讀出第2段的合法位為1,內(nèi)存始址為3000,段長為200,拜訪權(quán)限為E,因此規(guī)律地址與拜訪方式都合法,形成物理地址3100,指令執(zhí)行后,將跳轉(zhuǎn)到內(nèi)存單元3100處繼續(xù)執(zhí)行。

4.2練習(xí)題及答案

一、單項挑選題

1.位示圖法可用于()。

A.頁式虛擬存儲管理中頁面置換

B.可變式分區(qū)存儲管理中空閑區(qū)的分配和回收

C.分頁式存儲管理中主存空閑塊的分配和回收

D.文件名目的查找

2.下列()存儲方式不能實(shí)現(xiàn)虛擬存儲器。

A.分區(qū)

B.頁式

C.段式

D.段頁式

3.操作系統(tǒng)處理缺頁中斷時,挑選一種好的調(diào)度算法對主存和輔存中的信息舉行高效調(diào)度盡可能地避開()。

A.碎片

B.CPU空閑

C.多重中斷

D.顫動

4.可變分區(qū)存儲管理系統(tǒng)中,若采納最佳適應(yīng)分配算法,“空閑區(qū)表”中的空閑區(qū)可按()挨次羅列。

A.長度遞增

B.長度遞減

C.地址遞增

D.地址遞減

5.分頁式存儲管理的主要特點(diǎn)是()。

A.要求處理缺頁中斷

B.要求擴(kuò)充主存容量

C.不要求作業(yè)裝入到主存的延續(xù)區(qū)域

D.不要求作業(yè)所有同時裝人主存

6.LRU頁面調(diào)度算法淘汰()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.未來最久使用

7.虛擬存儲技術(shù)是()。

A.擴(kuò)充主存物理空間技術(shù)

B.擴(kuò)充主存規(guī)律地址空間技術(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)

8.虛擬存儲器實(shí)際容量受()限制。

A.物理主存的大小

B.計算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)

C.磁盤容量

D.數(shù)據(jù)存放的肯定地址

9.分區(qū)別配內(nèi)存管理方式的主要庇護(hù)措施是()。

A.界地址庇護(hù)

B.程序代碼庇護(hù)

C.數(shù)據(jù)庇護(hù)

D.棧庇護(hù)

10.頁面置換算法中()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.LRU

C.LFU

D.最近最不常用調(diào)度算法

11.在存儲管理中,采納籠罩與交換技術(shù)的目的是()。

A.節(jié)約主存空間

B.物理上擴(kuò)充主存容量

C.提高CPU的效率

D.實(shí)現(xiàn)主存分享

12.分頁虛擬存儲管理中,缺頁中斷時,欲調(diào)度一頁進(jìn)入主存中,內(nèi)存己無空閑塊,如何打算淘汰已在主存的塊時,()的挑選是很重要的。

A.地址變換

B.頁面置換算法

C.對換方式

D.籠罩技術(shù)

13.動態(tài)重定位技術(shù)依靠于()。

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

14.很好地解決了“零頭”問題的存儲管理辦法是()。

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

15.某基于動態(tài)分區(qū)存儲管理的計算機(jī),其主存容量為55mb(初試為空間),采納最佳適配(Bestfit)算法,分配和釋放的挨次為:分配15mb,分配30mb,釋放15mb,分配8mb,此時主存中最大空閑分區(qū)的大小是()

A.7mb

B.9mb

C.10mb

D.15mb

16.系統(tǒng)“顫動”現(xiàn)象的發(fā)生是由()引起的。

A.交換的信息量過大

B.置換算法挑選不當(dāng)

C.內(nèi)存容量不足

D.哀求分頁管理計劃

17.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)始址轉(zhuǎn)變但空閑區(qū)數(shù)不變的是()狀況。

A.有上鄰空閑區(qū)也有下鄰空閑區(qū)

B.有上鄰空閑區(qū)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)

18.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()挨次羅列。

A.地址遞增

B.長度遞增

C.地址遞減

D.長度遞減

19.一個分段存儲管理系統(tǒng)中,地址長度為32位,其中段號占8位,則段長最大()。

A.2的8次方字節(jié)

B.2的16次方字節(jié)

C.2的24次方字節(jié)

D.2的32次方字節(jié)

20.存儲管理主要管理的是()。

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)

21.虛擬存儲管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)是程序的()理論。

A.全局性

B.虛擬性

C.局部性

D.動態(tài)性

22.下述()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

23.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()指令。

A.被中斷的前一條

B.被中斷的后一條

C.被中斷的

D.啟動時的第一條

24.可變分區(qū)方式常用的主存分配算法中,()總是找到能滿足作業(yè)要求的最小空閑區(qū)別配。

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

25.可變分區(qū)方式常用的主存分配算法中,()總是找到能滿足作業(yè)要求的最大空閑區(qū)別配。

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

26.段頁式存儲管理中,地址映射表是()。

A.每個作業(yè)或進(jìn)程一張段表,兩張頁表

B.每個作業(yè)或進(jìn)程的每個段一張段表,一張頁表

C.每個作業(yè)或進(jìn)程一張段表,每個段一張頁表

D.每個作業(yè)一張頁表,每個段一張段表

27.采納()不會產(chǎn)生內(nèi)部碎片

A.分頁存儲管理

B.分段存儲管理

C.固定分區(qū)存儲管理

D.段頁式存儲管理

28.在哀求分頁存儲管理中,若采納FIFO頁面淘汰算法,則當(dāng)分配的頁面數(shù)增強(qiáng)時,缺頁中斷的次數(shù)()。

A.削減

B.增強(qiáng)

C.無影響

D.可能增強(qiáng)也可能削減

29.段式存儲管理中,處理零頭問題可采納()辦法。

A.重定位

B.拼接

C.Spooling技術(shù)

D.籠罩技術(shù)

30.適合多道程序運(yùn)行的存儲管理中,存儲庇護(hù)是為了()。

A.防止一個作業(yè)占用同一個分區(qū)

B.防止非法拜訪磁盤文件

C.防止非法拜訪磁帶文件

D.防止各道作業(yè)互相干擾

二、填空題

1.在存儲器管理中,頁是信息的_________單位,段是信息的__________單位。頁面大小由__________確定,段的大小由____________確定。

2.假如一個程序?yàn)槎鄠€進(jìn)程所分享,那么該程序的代碼在執(zhí)行的過程中不能被修改,即程序應(yīng)當(dāng)是。

3.將作業(yè)地址空間中的規(guī)律地址轉(zhuǎn)換為主存中的物理地址的過程稱為。4.為了解決碎片問題,可采納一種辦法,將內(nèi)存中的全部作業(yè)舉行移動,使本來簇?fù)淼亩鄠€小分區(qū)拼接成一個大分區(qū),這種辦法稱為。

6.頁表的作用是。

7.程序執(zhí)行的局部性原理體現(xiàn)在局部性和局部性兩個方面。

8.在分頁虛擬存儲管理方式中,常采納的頁面置換算法有:,淘汰不再使用或最遠(yuǎn)的未來才使用的頁;,挑選淘汰在主存駐留時光最長的頁;,挑選淘汰離當(dāng)前時刻最近的一段時光內(nèi)使用得最少的頁。

9.所謂虛擬存儲器是指具有功能和功能,能從上對內(nèi)存容量舉行擴(kuò)充的一種存儲器系統(tǒng)。

10.在分頁存儲管理方式中,當(dāng)要根據(jù)給定的規(guī)律地址舉行讀/寫時,需要次拜訪內(nèi)存。11.可變分區(qū)中為提高主存利用率,采納技術(shù),但這樣做花費(fèi)處理器時光,增強(qiáng)系統(tǒng)開銷。

12.可變分區(qū)存儲管理中主存預(yù)先不分區(qū),作業(yè)裝入主存時,在主存用戶空閑區(qū)內(nèi)劃分出一塊與大小適合的延續(xù)區(qū)域裝入。

13.段頁式存儲管理兼顧了在規(guī)律上清楚和存儲管理上便利的優(yōu)點(diǎn)。

14.頁面調(diào)度算法的挑選是很重要的,假如選用了一個調(diào)度算法就會浮現(xiàn)這樣的現(xiàn)象,剛被淘汰的頁面又立刻要用,把它調(diào)入,不久又被調(diào)出,調(diào)出不久又再次調(diào)入,如此反復(fù),使調(diào)度時光十分頻繁,以致大部分時光都花費(fèi)在往返調(diào)度上,這種現(xiàn)象叫做,又稱。

15.頁式存儲管理中,舉行存儲分配時,以為單位舉行分配,采納不延續(xù)的分配方法,作業(yè)信息可以按簇?fù)碓谥鞔娌谎永m(xù)的中。

16.在一個采納頁式虛擬存儲管理的系統(tǒng)中,某進(jìn)程依次要拜訪的字地址序列是:115,228,120,88,446,102,321,432,260,167,若作業(yè)的第0頁已經(jīng)裝入主存,現(xiàn)分配給該作業(yè)的主存共300字,頁的大小為100字,回答下列問題:

(1)按FIFO調(diào)度算法將產(chǎn)生次缺頁中斷,依次淘汰頁號為。(2)按LRU調(diào)度算法將產(chǎn)生次缺頁中斷,依次淘汰頁號為。

三、問答題

1.簡述頁和段的區(qū)分。

2.什么是虛擬存儲器?如何實(shí)現(xiàn)分頁虛擬存儲管理系統(tǒng)?

3.采納哀求分頁虛擬存儲管理的系統(tǒng),接收了一個共7頁的作業(yè),作業(yè)執(zhí)行時依次拜訪的頁為1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6。若采納最近最少用(LRU)調(diào)度算法,作業(yè)在得到兩塊主存空間和四塊主存空間時各會產(chǎn)生缺頁中斷?假如采納先進(jìn)先出(FIFO)調(diào)度算法又會有怎樣的結(jié)果?

4.有一個程序要把100×100數(shù)組置初值為“0”,現(xiàn)假定有兩個主存塊可用來存放數(shù)組信息,主存塊的大小為可存放200個數(shù)組元素,數(shù)組中的元素按行編址。兩個主存塊的初始狀態(tài)都為空,若編程編制如下:

①VarA:arrary[1..100]ofarray[1..100]ofinteger;

forj:=1to100do

fori:=1to100do

A[i,j]:=0;

②VarA:arrary[1..100]ofarray[1..100]ofinteger;

fori:=1to100do

forj:=1to100do

A[i,j]:=0;

當(dāng)采納LRU頁面調(diào)度算法時各會產(chǎn)生多少次缺頁中斷?

5.某采納分頁存儲管理的系統(tǒng)中,物理地址占20位,規(guī)律地址中頁號占6位,頁大小為1KB,問:該系統(tǒng)的內(nèi)存空間大小為多少?每塊的大小為多少?規(guī)律地址共幾位,每個作業(yè)最大長度為多少?若0頁放在3塊中,1頁放在7塊中,2頁放在9塊中,規(guī)律地址0420H對應(yīng)的物理地址是多少?

6.某計算機(jī)系統(tǒng)有緩沖寄存器(Cache),內(nèi)存(M),輔存寄存器實(shí)現(xiàn)虛擬存儲器。假如數(shù)據(jù)在緩沖寄存器中,拜訪它需要Ams;假如數(shù)據(jù)在內(nèi)存而不在緩沖寄存器中,需要Bms將其裝入緩沖器,然后才干拜訪它;假如數(shù)據(jù)在輔助存儲器,需要Cms將其裝入內(nèi)存,然后再裝入緩沖寄存器才干拜訪它。假定:緩沖寄存器命中率為(N-1)/N,內(nèi)存命中率為(M-1)/M。

請問:拜訪一次數(shù)據(jù)的平均時光是多少?

要求:分離給出各級存儲器的拜訪時光,平均時光,平均時光的化簡結(jié)果。

7.(8

頁面大小為4KB,一次內(nèi)存的拜訪時光是100ns,一次快表(TLB)的拜訪時光是10ns,處理一次缺頁的平均時光為108ns(已含更新TLB和頁表的時光),進(jìn)程的駐留集大小固定為2,采納最近最少使用置換算法(LRU)和局部淘汰策略。假設(shè)①TLB初始為空;②地址轉(zhuǎn)換時先拜訪TLB,若TLB未命中,再拜訪頁表(忽視拜訪頁表之后的TLB更新時光);③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)有虛地址拜訪序列2362H、1565H、25A5H,請問:

(1)依次拜訪上述三個虛地址,各需多少時光?給出計算過程。

(2)基于上述拜訪序列,虛地址1565H的物理地址是多少?請說明理由。

解答:

(1)由于頁大小為4KB,所以虛地址中的低12位表示頁內(nèi)地址,剩余高位表示頁號。則十六進(jìn)制虛地址的低三位為頁內(nèi)地址,最高位為頁號。因此拜訪上述三個虛地址所需時光如下:2362H:頁號為2,頁內(nèi)地址為362H。拜訪快表10ns,未命中;拜訪內(nèi)存中的頁表100ns,按照頁表指示該頁在內(nèi)存,按照頁框號形成物理地址再次拜訪內(nèi)存100ns,共計10ns+100ns*2=210ns。

1565H:頁號為1,頁內(nèi)地址為565H。拜訪快表10ns,未命中;拜訪內(nèi)存中的頁表100ns,按照頁表指示該頁不在內(nèi)存,處理缺頁108ns,再次拜訪快表10ns命中,按照頁框號形成物理地址再次拜訪內(nèi)存100ns,共計10ns*2+100ns*2+108ns=328ns。

25A5H:頁號為2,頁內(nèi)地址為5A5H。拜訪快表10ns,命中(拜訪2362H時已更新TLB),按照頁框號形成物理地址拜訪內(nèi)存100ns,共計10ns+100ns=110ns。

(2)虛地址1565H的頁號為1,頁內(nèi)地址為565H。目前頁0、頁2在內(nèi)存,拜訪頁1時發(fā)生缺頁,按照LRU置換算法和局部淘汰策略,將頁0換出頁1換入,因此頁1對應(yīng)的頁框號為101H,則虛地址1565H的物理地址為101565H。

8.(8分)(2022年考研題)設(shè)某計算機(jī)的規(guī)律地址空間和物理地址空間均為64KB.按字節(jié)編址。若某進(jìn)程最多需要6頁(Page)數(shù)據(jù)存儲空間,頁的大小為1KB.操作系統(tǒng)采納固定分配局部置換策略為此進(jìn)程分配4個頁框(PageFame)。

頁號頁根號裝入時刻拜訪位

071301

142301

222001

391601

當(dāng)該進(jìn)程執(zhí)行到時刻260時,要拜訪規(guī)律地址為17CAH的數(shù)據(jù),請問答下列問題:(1)、該規(guī)律地址對應(yīng)的頁號是多少?

(2)、若采納先進(jìn)先出(FIFO)置換算法,該規(guī)律地址對應(yīng)的物理地址是多少?要求給出計算過程。

(3)、若采納時鐘(CLOCK)置換算法,該規(guī)律地址對應(yīng)的物理地址是多少?要求給出計算過程。(設(shè)搜尋下一頁的指針沿順時針方向移動,且當(dāng)前指向2號頁框,暗示圖如下。)

解答:

(1)規(guī)律地址空間為64KB,則規(guī)律地址為16位,由于頁大小為1K,所以頁內(nèi)偏移地址為10位,因此高6位是頁號。17CAH=(0001011111001010)2,所以規(guī)律地址17CAH對應(yīng)的頁號為5。

(2)若采納先進(jìn)先出(FIFO)置換算法,則被置換的頁面所在頁框?yàn)?,所以對應(yīng)的物理地址為(0001111111001010)2=1FCAH

(3)若采納時鐘(CLOCK)置換算法,則被置換的頁面所在頁框?yàn)?,所以對應(yīng)的物理地址為(0000101111001010)2=0BCAH

參考答案

一、單項挑選題

1.C

2.A

3.D

4.A

5.C

6.B

7.B

8.B

9.A10.A11.A12.B13.B14.A15.D16.B17.C18.A19.C20.C21.C22.B23.C24.A25.C26.C27.B28.D

29.B30.D

二、填空題

1.物理規(guī)律系統(tǒng)用戶作業(yè)本身

2.可重入的

3.地址轉(zhuǎn)換

4.緊湊

6.實(shí)現(xiàn)從頁號到物理塊號的映射

7.時光空間

8.最佳置換算法先進(jìn)先出算法最近最少使用算法

9.哀求調(diào)入置換規(guī)律

10.2

11.緊湊

12.作業(yè)大小相同

13.段式頁式

14.不合適、顫動、顛簸

15.塊、頁、主存塊

16.5,0、1、2

6,2、0、1、3

三、問答題

1.分頁和分段有許多相像之處,但是在概念上兩者徹低不通,主要表現(xiàn)在:

①頁是信息的物理單位,分頁是為了系統(tǒng)管理內(nèi)存的便利而舉行的,故對用

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