操作系統(tǒng)-第5章題

〔d〕存儲(chǔ)管理方式能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬存儲(chǔ)管理。A．固定分區(qū)B．可變分區(qū)C．單連續(xù)D．段式采用〔c〕的系統(tǒng)支持“程序移動(dòng)”。A．覆蓋技術(shù)B．存儲(chǔ)技術(shù)C．動(dòng)態(tài)重定位D．靜態(tài)重定位〔〕在動(dòng)態(tài)段式存儲(chǔ)管理中，如果建立快表，那么快表是段表的一局部。〔〕產(chǎn)生頁面中斷的主要原因是欲訪問的頁不在主存。在頁式存儲(chǔ)管理中，邏輯地址是二維的。在段式存儲(chǔ)管理中，邏輯地址是線性的?！插e(cuò)〕．抖動(dòng)：在動(dòng)態(tài)頁式存儲(chǔ)管理中如何選擇調(diào)出的頁面是很重要的，如果采用了一個(gè)不適宜的算法，就會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：剛被調(diào)出的頁面又立即要用，因而又要把它重新裝入，而裝入不久又被選中調(diào)出，調(diào)出不久又被重新裝入，如此反復(fù)，使調(diào)度非常頻繁。這種現(xiàn)象稱為“抖動(dòng)”。1．(6分題)何謂“抖動(dòng)”？引起抖動(dòng)的原因主要有哪些？剛被調(diào)出的頁面又立即要用，因而又要把它重新裝入，而裝入不久又被選中調(diào)出，調(diào)出不久又被重新裝入，如此反復(fù)，使調(diào)度非常頻繁。這種現(xiàn)象稱為“抖動(dòng)”，或稱為“顛簸”。原因：沒有考慮動(dòng)態(tài)性。Belady現(xiàn)象：Belady現(xiàn)象是在未給作業(yè)分配滿足它所需要的主存塊數(shù)時(shí)，出現(xiàn)當(dāng)分配的塊數(shù)增多時(shí)，缺頁次數(shù)反而增多的現(xiàn)象。簡(jiǎn)述段式管理方法的根本思想，并說明分配、回收、地址轉(zhuǎn)換、內(nèi)存擴(kuò)充、共享和保護(hù)是如何的實(shí)現(xiàn)。答：段式管理方法的根本思想是組成作業(yè)或進(jìn)程邏輯段放在內(nèi)存中的一塊連續(xù)區(qū)域，不同邏輯段所在的區(qū)域可以不連續(xù)。段式存儲(chǔ)管理提供應(yīng)用戶編程時(shí)使用的邏輯地址由兩局部組成：段號(hào)和段內(nèi)地址。段式存儲(chǔ)管理中邏輯地址是二維的。段式存儲(chǔ)管理分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種，現(xiàn)以靜態(tài)段式存儲(chǔ)管理為例說明分配、回收、地址轉(zhuǎn)換、內(nèi)存擴(kuò)充、共享和保護(hù)是如何的實(shí)現(xiàn)。靜態(tài)段式管理方法的分配是對(duì)作業(yè)或進(jìn)程中的每個(gè)邏輯段在空閑區(qū)表中找到滿足要求的內(nèi)存空間進(jìn)行分配，分配可采用最先適應(yīng)、最壞適應(yīng)、和最正確適用中的一種方法進(jìn)行,并在分配表中記錄，建立對(duì)應(yīng)的段表。回收方式是根據(jù)段表找到應(yīng)回收的內(nèi)存區(qū)域，在空閑表中進(jìn)行記錄〔其中存在空閑區(qū)的合并問題〕，并修改內(nèi)存分配表。地址轉(zhuǎn)換方式是絕對(duì)地址=段起始地址+段內(nèi)地址。一般不進(jìn)行主存擴(kuò)充。共享是按段共享。保護(hù)方式是段內(nèi)地址≤段長，邏輯地址中的段號(hào)在段頁表中。頁式存儲(chǔ)管理中，絕對(duì)地址的計(jì)算公式是〔B〕。A．絕對(duì)地址=字號(hào)*字長+頁內(nèi)地址B．絕對(duì)地址=塊號(hào)*塊長+頁內(nèi)地址C．絕對(duì)地址=基址存放器+邏輯地址D．絕對(duì)地址=界限存放器+邏輯地址覆蓋技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是基于程序的什么特性？答：覆蓋技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是基于程序的兩個(gè)特點(diǎn)：第一，程序執(zhí)行時(shí)有些局部是彼此互斥的，即在程序的一次執(zhí)行中，執(zhí)行了這局部就不會(huì)去執(zhí)行另一局部。第二，程序的執(zhí)行往往具有局部性，在一段時(shí)間里可能循環(huán)執(zhí)行某些指令或?qū)掖卧L問某一局部的數(shù)據(jù)。在頁式存儲(chǔ)管理方法中對(duì)內(nèi)存空間采用哪幾種管理方法？以其中的一種管理方法為例說明內(nèi)存空間的分配、回收和地址轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)?！?分〕答：在頁式存儲(chǔ)管理方法中對(duì)內(nèi)存空間采用位示圖、空閑塊表和空閑塊鏈三種管理方法。下面以位示圖為例說明靜態(tài)頁式存儲(chǔ)管理的分配、回收和地址轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)。分配：為給某作業(yè)的邏輯頁分配物理塊，首先檢查空閑的物理塊總數(shù)是否滿足需要，不滿足需要作業(yè)等待。滿足需要進(jìn)行分配，先掃描位示圖尋找狀態(tài)為“0”的位置所對(duì)應(yīng)的字號(hào)和位號(hào)，由位號(hào)和字號(hào)計(jì)算出該位置所對(duì)應(yīng)的塊號(hào)〔該塊即為空閑塊〕，把位示圖該位置的狀態(tài)置為“1”中該即位示圖中，把邏輯頁號(hào)和該塊號(hào)填入頁表中，給該作業(yè)的一個(gè)邏輯頁分配物理塊，其他邏輯頁的分配方法相同，直到所有邏輯頁都分配了物理塊為止，從物理塊總數(shù)中減去分配了的塊數(shù)?；厥眨阂粋€(gè)作業(yè)執(zhí)行完，從頁表中首邏輯頁所對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)，根據(jù)物理塊號(hào)計(jì)算出位示圖中的字號(hào)和位號(hào)，把位號(hào)和字號(hào)對(duì)應(yīng)的位置的狀態(tài)置為“0”，這樣一個(gè)物理塊回收完成。其他物理塊的回收方法相同，直到所有物理塊都回收為止，物理塊總數(shù)加上回收了的塊數(shù)。地址轉(zhuǎn)換：讀到一邏輯地址時(shí)，從該邏輯地址中別離出邏輯頁號(hào)和頁內(nèi)地址，從頁表中查出該頁對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)，利用以下公式計(jì)算出該邏輯地址對(duì)應(yīng)的物理地址：物理地址=物理塊號(hào)*塊的大小+頁內(nèi)地址。2．(6分)在動(dòng)態(tài)頁式存儲(chǔ)管理中，運(yùn)行一共有7頁的作業(yè)，且作業(yè)在主存中分配到4塊主存空間，作業(yè)執(zhí)行時(shí)訪問的頁面順序?yàn)?、1、2、3、0、6、4、5、1、2、4、6。寫出用FIFO和LRU頁面調(diào)度算法時(shí)內(nèi)存頁的變化過程，它們的缺頁中斷率分別是多少？答：采用FIFO置換算法，頁面裝入和調(diào)出的情況如表1所示。表1采用FIFO置換算法，頁面裝入和調(diào)出的情況訪問次序012306451246主存中頁的變化情況?0?0?0?0?06666?6?6?611112?5111133333?3222在此種情況下共中斷9次，中斷率為9/12=75%。采用LRU置換算法，頁面裝入和調(diào)出的情況如表2所示。表2采用LRU置換算法，頁面裝入和調(diào)出的情況訪問次序012306451246主存中頁的變化情況012306451246012306451240123064512?0?1?2?3?0?6?4?5?1在此種情況下共中斷10次，中斷率為10/12=83.3%。在裝入一個(gè)作業(yè)時(shí)，把作業(yè)中的指令地址和數(shù)據(jù)地址全部轉(zhuǎn)換成絕對(duì)地址，這種地址轉(zhuǎn)換方式稱為〔〕。A．動(dòng)態(tài)重定位B．靜態(tài)重定位C．段式地址轉(zhuǎn)換D．頁式地址轉(zhuǎn)換5.在可變式存儲(chǔ)管理中分配和回收過程中各出現(xiàn)了什么問題？如何解決？〔7分〕答：在可變式存儲(chǔ)管理中分配過程出現(xiàn)如何對(duì)空閑區(qū)進(jìn)行管理的問題。對(duì)空閑區(qū)進(jìn)行管理的主要方法有：最先適應(yīng)、最正確適應(yīng)和最壞適應(yīng)三種方法在可變式存儲(chǔ)管理中回收過程出現(xiàn)對(duì)空閑區(qū)進(jìn)行合并問題，合并的類型主要有：〔1〕無可合并的空閑區(qū)〔2〕有可合并的上鄰空閑區(qū)〔3〕有可合并的下鄰空閑區(qū)〔4〕有可合并的上、下鄰空閑區(qū)。2．(6分)有一虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)，系統(tǒng)為某一作業(yè)分配了3個(gè)主存塊，該作業(yè)待訪問的頁號(hào)依次為：7、0、1、2、0、3、0、4、2、3、0、3。設(shè)最初內(nèi)存頁為空，請(qǐng)答復(fù)：采用先來先效勞和最近最少用的頁面淘汰算法該作業(yè)運(yùn)行過程中共產(chǎn)生多少次缺頁中斷？〔寫出作業(yè)執(zhí)行時(shí)內(nèi)存中頁的變化情況〕。答：采用FIFO置換算法，頁面裝入和調(diào)出的情況如表1所示。表1采用FIFO置換算法，頁面裝入和調(diào)出的情況訪問次序701203042303主存中頁的變化情況?777222244400000033322221111000303在此種情況下共中斷10中斷率為10/12=83.3%。采用LRU置換算法，頁面裝入和調(diào)出的情況如表2所示。表2采用LRU置換算法，頁面裝入和調(diào)出的情況訪問次序701203042303主存中頁的變化情況701203042303701203042307012230422在此種情況下共中斷9，中斷率為9/12=75%。最正確適用算法要求空閑區(qū)鏈以〔D〕的次序排列。A．空閑區(qū)首地址遞增B．空閑區(qū)首地址遞減C．空閑區(qū)大小遞減D．空閑區(qū)大小遞增簡(jiǎn)述影響缺頁中斷率的因素有哪些？答：影響缺頁中斷率的因素有：〔1〕分配給作業(yè)或進(jìn)程的主存塊數(shù)：通常分配給作業(yè)或進(jìn)程的主存塊數(shù)越多缺頁中斷越少，因?yàn)橐粋€(gè)作業(yè)或進(jìn)程裝入了主存中的局部越多。〔2〕頁面的大?。和ǔｍ撁嬖酱笕表撝袛嘣缴伲?yàn)橐粋€(gè)作業(yè)或進(jìn)程裝入了主存中的局部越多?！?〕程序編制方法：程序編寫的方式直接影響到缺頁中斷次數(shù)?！?〕頁面調(diào)度算法：頁面調(diào)度算法選擇的恰當(dāng)可以減少缺頁中斷次數(shù)一個(gè)好的頁面調(diào)度算法應(yīng)盡量減少或防止〔D〕現(xiàn)象。A．缺頁B．出頁C．入頁D．抖動(dòng)在可變分區(qū)存儲(chǔ)管理方式中，采用“最先適應(yīng)”分配算法時(shí)，空閑區(qū)在空閑區(qū)表中的排列方式是按空閑區(qū)的首地址由低到高排列的。〔對(duì)〕只有FIFO頁面調(diào)度算法能產(chǎn)生Belady現(xiàn)象?！矊?duì)〕六、綜合分析題1．假定某操作系統(tǒng)采用頁式存儲(chǔ)管理，頁的大小為1024字節(jié)，某進(jìn)程的程序段長度為11232字節(jié)，頁表如表1所示，快表如表2所示。進(jìn)程依次訪問的邏輯地址如下：875、2890、5230、11400、35700。請(qǐng)答復(fù)：〔1〕給定的地址能否進(jìn)行轉(zhuǎn)換？如能轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的物理地址。如不能說明理由?！?〕共訪問多少次內(nèi)存？表1頁表表2快表頁號(hào)塊號(hào)0F01F12F23F34F45F56F67F78F89F910FA頁號(hào)塊號(hào)0F01F12F23F34F4答：由于11232÷1024=10…992，所以該進(jìn)程共需要11頁內(nèi)存空間。由于875÷1024=0…875，地址875在第0頁中，訪問的地址有效，對(duì)應(yīng)的物理地址為F0×1024+875=246635。由于2890÷1024=2…842，地址2890在第2頁中，訪問的地址有效，對(duì)應(yīng)的物理地址為F2×1024+842=248650。由于5230÷1024=5…110，地址5230在第5頁中，訪問的地址有效，對(duì)應(yīng)的物理地址為F5×1024+110=250990。由于11400÷1024=11…136，地址11400在第11頁中，該頁不在頁表中，訪問的地址無有效。由于35700÷1024=34…894，地址35700在第34頁中，該頁不在頁表中，訪問的地址無有效。 由于第0到第4頁在快表中，因此對(duì)地址875和2890的訪問，只需訪問一次內(nèi)存一次，對(duì)地址5230的訪問，需要訪問兩次內(nèi)存，共需要訪問4次內(nèi)存。采用〔C〕的系統(tǒng)支持“程序移動(dòng)”。A．覆蓋技術(shù)B．存儲(chǔ)技術(shù)C．動(dòng)態(tài)重定位D．靜態(tài)重定位存儲(chǔ)管理的功能包括內(nèi)存的分配與回收、地址轉(zhuǎn)換、內(nèi)存擴(kuò)充、內(nèi)存的共享與保護(hù)。有一虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)，采用先進(jìn)先出的頁面淘汰算法。系統(tǒng)為某一作業(yè)分配了3頁，該作業(yè)待訪問的頁號(hào)依次為：4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5。設(shè)最初內(nèi)存頁為空，請(qǐng)答復(fù)：該作業(yè)運(yùn)行過程中共產(chǎn)生多少次缺頁中斷？假設(shè)該作業(yè)在內(nèi)存中擁有4頁，將產(chǎn)生多少次缺頁中斷？出現(xiàn)了何種現(xiàn)象？解釋所出現(xiàn)的現(xiàn)象。1.快表：頁式〔段式、段頁式〕管理為了減少訪問內(nèi)存的次數(shù)，把頁表〔段表、頁表〕的一局部放入高速緩存中，這局部頁表〔段表、頁表〕稱為快表。常用的內(nèi)存信息保護(hù)方法有硬件法、軟件法和軟硬件結(jié)合法。交換是在不同作業(yè)或進(jìn)程間進(jìn)行的?！矊?duì)〕3．地址重定位：把用戶作業(yè)地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換成主存中的物理地址的過程稱為地址重定位”。頁式存儲(chǔ)管理中的頁表是由〔B〕建立的A．程序員B．操作系統(tǒng)C．地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)D．頁表控制器在段式存儲(chǔ)管理中〔A〕。A．每段的邏輯地址都是從“0”開始B．段與段之間是連續(xù)的C．以塊為單位進(jìn)行存儲(chǔ)空間的分配D．段內(nèi)的地址是不連續(xù)的建立快表的目的是減少對(duì)頁〔段〕表的查找?！插e(cuò)〕〔D〕使磁盤碎片現(xiàn)象嚴(yán)重。A．頁式存儲(chǔ)管理B．段式存儲(chǔ)管理C．段頁式存儲(chǔ)管理D．固定分區(qū)管理覆蓋是在同一個(gè)作業(yè)或進(jìn)程內(nèi)部進(jìn)行的。(對(duì))缺頁中斷率越低越好，最好為0?！插e(cuò)〕簡(jiǎn)述可變分區(qū)管理方法的根本思想，并說明分配、回收、地址轉(zhuǎn)換、內(nèi)存擴(kuò)充、共享和保護(hù)是如何的實(shí)現(xiàn)。答：可變分區(qū)管理方法的根本思想是在作業(yè)要求裝入時(shí)，根據(jù)作業(yè)需要的主存量和當(dāng)時(shí)主存空間的使用情況決定是否可以裝入該作業(yè)。當(dāng)主存中有足夠的空間能滿足作業(yè)需求時(shí)，那么按