操作系統(tǒng) 習題及答案 第五章 存儲管理

第五章存儲管理習題1．存儲管理的主要功能有哪些？存儲管理的主要功能是管理內(nèi)存，協(xié)調內(nèi)存、外存的使用，主要功能包括：內(nèi)存管理方法、內(nèi)存的分配和釋放算法、虛擬存儲器的管理、控制內(nèi)存和外存之間的數(shù)據(jù)流動方法、地址變換技術和內(nèi)存數(shù)據(jù)保護與共享技術等。2．解釋下列術語：邏輯地址、絕對地址、地址重定位。邏輯地址：在多道程序設計的系統(tǒng)中，內(nèi)存中同時存放了多個用戶程序。操作系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)存的使用情況為用戶分配內(nèi)存空間。因此，每個用戶不能預先知道他的程序將被存放到內(nèi)存的什么位置。這樣，用戶程序中就不能使用內(nèi)存的絕對地址。為了方便用戶，每個用戶都可認為自己的程序和數(shù)據(jù)存放在一塊“0”地址開始的連續(xù)空間中。用戶程序中使用的地址稱為“邏輯地址”。絕對地址指硬件編址的地址，CPU能夠尋址，通常是從0開始連續(xù)的，也可以是不連續(xù)的：存儲器以字節(jié)（每個字節(jié)為8個二進制位）為編址單位，假定存儲器的容量為n個字節(jié)，其地址編號順序為0，1，2，…，n－1。這些地址稱為內(nèi)存的“絕對地址指硬件編址的地址，CPU能夠尋址，通常是從0開始連續(xù)的，也可以是不連續(xù)的地址重定位：把邏輯地址轉換成絕對地址3．在可變分區(qū)管理方式下，什么是“碎片”？如何解決“碎片”問題？在可變分區(qū)管理方式下，內(nèi)存分配鏈表中有記錄，可以分配但區(qū)域很小的空閑空間稱為碎片。解決碎片問題的辦法是在適當時刻進行碎片整理，通過移動內(nèi)存中的進程，把所有空閑碎片合并成一個連續(xù)的大空閑區(qū)，這種方法稱之為“內(nèi)存緊縮”。4．采用緊縮技術有什么優(yōu)點？移動一道程序時操作系統(tǒng)要做哪些工作？緊縮技術可以集中分散的空閑區(qū)，提高內(nèi)存的利用率，便于動態(tài)擴充內(nèi)存。移動一道程序時操作系統(tǒng)需要進行數(shù)據(jù)塊移動，還要進行地址重定位，修改內(nèi)存分配表和進程控制塊。5．設在內(nèi)存中按地址遞增次序有三個不連續(xù)的空閑區(qū)F1、F2、F3，它們的容量分別是60K、130K、20K。請給出一個后備進程序列，使得實施存儲分配時（1）采用最優(yōu)適應算法將取得好的效果，而采用最壞適應算法和最先適應算法效果都不好；（2）采用最優(yōu)適應算法效果不好，而采用最壞適應算法和最先適應算法都可取得好的效果；（3）采用最壞適應算法將取得好的效果，而采用最先適應算法和最優(yōu)適應算法效果都不好；（4）采用這三種算法都可取得好效果；（5）采用這三種算法效果都不好。（1）20K，60K，130K（2）10K，50K，70K，60K，20K（3）50K，60K，20K，60K（4）10K，10個20K（5）50K，70K，50K，30K6．用可變分區(qū)方式管理內(nèi)存時，假定內(nèi)存中按地址順序依次有五個空閑區(qū)，空閑區(qū)的大小依次為32K，10K，5K，228K，100K?，F(xiàn)有五個程序J1，J2，J3，J4和J5。它們各需內(nèi)存1K，10K，108K，28K和115K。若采用最先適應分配算法能把這五個程序按J1～J5的次序全部裝入內(nèi)存嗎？你認為按怎樣的次序裝入這五個程序可使內(nèi)存空間利用率最高。不能，最優(yōu)適應算法7．解釋頁式存儲管理中為什么要設置頁表和TLB。頁式存儲管理中設置頁表和TLB的主要目的是加速地址轉換過程，并提高系統(tǒng)的性能和效率。頁表的作用是實現(xiàn)地址轉換，將邏輯地址轉換為物理地址，從而使程序能夠正常運行。TLB是一種高速緩存，用于存儲最近使用的頁表項，可以加快頁表的訪問速度。設置頁表和TLB的好處包括：通過TLB的緩存機制可以避免每次訪問內(nèi)存都需要訪問主存中的頁表，從而提高了地址轉換的速度；減少了CPU訪問內(nèi)存的延遲時間，使得系統(tǒng)的響應速度更快，提高了整體的系統(tǒng)性能；通過修改頁表項或TLB的內(nèi)容，操作系統(tǒng)可以動態(tài)地改變邏輯地址和物理地址之間的映射關系，從而實現(xiàn)靈活的存儲管理策略。8．設計一個頁表應考慮哪些因素？設計一個頁表時需要考慮以下因素：①頁表大?。喉摫淼拇笮∪Q于系統(tǒng)的地址空間大小和頁面大小。需要確保頁表足夠大以容納所有可能的頁表項，但又不能太大以至于消耗過多的內(nèi)存空間。②頁表項的結構：每個頁表項應該包含哪些信息，例如物理頁框號、訪問權限、臟位（用于標記頁面是否被修改過）、有效位（表示該頁是否有效）、其他控制位等。③頁表的組織方式：頁表可以使用單級結構、多級結構或者倒排頁表等方式組織。不同的組織方式會影響頁表的訪問效率和空間利用率。④頁表的訪問速度：需要考慮如何快速地查找頁表中的頁表項?？梢酝ㄟ^使用TLB、多級頁表、哈希表等技術來提高頁表的訪問速度。⑤頁面替換算法：如果內(nèi)存不足時需要進行頁面替換，需要選擇合適的頁面替換算法，例如LRU（最近最少使用）、FIFO（先進先出）、Clock等算法。⑥支持的特性：頁表是否支持虛擬內(nèi)存、內(nèi)存保護、共享內(nèi)存、寫時復制等特性。⑦頁表的更新策略：頁表的更新策略包括頁面調入（頁面缺失時將頁面從磁盤調入內(nèi)存）、頁面替換（當內(nèi)存不足時選擇哪些頁面進行替換）、頁面寫回（當頁面被修改時將頁面寫回磁盤）等。⑧空閑頁框管理：需要考慮如何管理空閑的物理頁框，以便于在需要時分配給進程使用。綜上所述，設計一個頁表需要考慮頁表大小、頁表項的結構、頁表的組織方式、頁表的訪問速度、頁面替換算法、支持的特性、頁表的更新策略以及空閑頁框管理等多個因素。9．請敘述頁式存儲管理中地址轉換的過程。頁式存儲管理中的地址轉換過程如下：①生成邏輯地址：當程序需要訪問內(nèi)存中的數(shù)據(jù)時，CPU會生成一個邏輯地址。邏輯地址由兩部分組成：頁號（PageNumber）和頁內(nèi)偏移量（Offset）。頁號指示所需數(shù)據(jù)所在的頁，頁內(nèi)偏移量指示數(shù)據(jù)在頁內(nèi)的具體位置。②TLB查找：CPU首先會在TLB中查找邏輯地址對應的頁表項。如果在TLB中找到了對應的頁表項，則說明該頁表項已經(jīng)緩存了最近的地址映射信息，CPU可以直接使用TLB中存儲的物理地址頁框號，完成物理地址轉換。③TLB未命中：如果在TLB中未找到對應的頁表項（TLB未命中），則需要訪問頁表。CPU將邏輯地址的頁號發(fā)送給內(nèi)存管理單元（MMU），MMU將該頁號發(fā)送給內(nèi)存中的頁表。④頁表查找：內(nèi)存中的頁表是操作系統(tǒng)維護的數(shù)據(jù)結構，用于存儲邏輯頁號到物理頁框號的映射關系。根據(jù)邏輯頁號在頁表中查找對應的頁表項。如果找到了，就得到了對應的物理頁框號。⑤生成物理地址：根據(jù)頁表項中存儲的物理頁框號和邏輯地址中的頁內(nèi)偏移量，CPU可以計算出所需數(shù)據(jù)在物理內(nèi)存中的確切地址。物理地址由兩部分組成：物理頁框號和頁內(nèi)偏移量。物理頁框號指示數(shù)據(jù)所在的物理頁框，頁內(nèi)偏移量指示數(shù)據(jù)在頁內(nèi)的具體位置。10．某采用頁式存儲管理的系統(tǒng)地址結構長度為16位，頁面大小為210。當前進程的頁表如下：0618210312414519圖5-22習題10圖假設虛擬地址為0000110010101100，試畫出地址轉換圖并計算相應的物理地址。物理地址：001100001010110011.考慮一個使用單級頁表的分頁系統(tǒng)。假設所需的頁表總在內(nèi)存中。（1）如果一次物理內(nèi)存訪問耗時200ns，那么一次邏輯內(nèi)存訪問耗時多少？400ns200ns×2（2）現(xiàn)添加一個MMU，對每次命中或缺頁MMU造成20ns開銷。假設85%的內(nèi)存訪問都命中MMUTLB。有效訪問時間（EMAT）是多少？250ns20ns×100%+200ns×0.15+200ns（3）解釋TLB命中率是如何影響EMAT的。TLB命中率越高，表示越多的邏輯地址轉換可以直接通過TLB完成，減少了訪問頁表的需要，從而減少了內(nèi)存訪問次數(shù)和總體訪問時間。相反，TLB命中率低意味著更多的地址轉換需要訪問頁表，增加了內(nèi)存訪問次數(shù)和總體訪問時間，從而增加了EMAT。假設頁面大小為4KB，頁表項大小4B。要映射64位的地址空間，如果頂級頁表能在一頁中存儲，需要多少級頁表？畫出地址轉換圖，并詳細描述從虛擬地址到物理地址的轉換過程。對于一個64位地址空間，如果頁面大小為4KB（即2^12字節(jié)），頁表項大小為4B，則每個頁面可以存儲2^12/2^2=2^10（也就是1024）個頁表項。每個頁表項對應一個頁面，所以一個單級頁表可以映射2^10×2^12字節(jié)（即4MB）的地址不是地址空間，是次級頁表個數(shù)這個題有點問題，64不是地址空間，是次級頁表個數(shù)這個題有點問題，64位系統(tǒng)，頁表項4B是不足的，次級頁表只能存放在內(nèi)存低段，且最末級頁表項4B不夠計算所需的頁表級數(shù)：要映射整個64位地址空間，我們需要確定足夠的頁表級數(shù)n以便滿足以下條件：(2^10)^n×2^12≥2^64。我們之前已經(jīng)計算過這個問題，得出所需的頁表級數(shù)為6級。地址轉換圖：對于具有6級頁表的地址轉換，64位虛擬地址被分為7部分：6個部分用于頁表級別的索引（每部分10位），最后部分用于頁內(nèi)偏移（12位）。虛擬地址的最高10位用于索引頂級頁表，接下來的10位用于索引第二級頁表，隨后的10位用于索引第三級頁表，以此類推，第51~60位用于索引第六級頁表。虛擬地址的最低12位表示頁內(nèi)偏移，這部分在所有級別的頁表中是相同的，用于在找到的物理頁面中定位具體的數(shù)據(jù)。虛擬地址到物理地址的轉換過程：使用虛擬地址的最高10位在頂級頁表中找到第二級頁表的地址。使用虛擬地址的接下來的10位在第二級頁表中找到第三級頁表的地址。這個過程一直繼續(xù)，直到第六級頁表。在第六級頁表中，使用虛擬地址的倒數(shù)第二個10位段找到物理頁框號。最后，將物理頁框號與虛擬地址的最后12位（頁內(nèi)偏移）結合，形成完整的物理地址。13．考慮一個分頁式的虛擬地址空間（由32個2KB的頁組成），將它映射到一個1MB的物理內(nèi)存空間。（1）該處理器的虛擬地址格式是什么？虛擬地址由5位的頁號和11位的頁內(nèi)地址組成（2）頁表的長度和寬度是多少？（忽略“訪問權限”位）頁表長度為32，寬度為9（3）若物理內(nèi)存空間減少一半，則會對頁表有何影響？物理地址空間大小減半：由于物理內(nèi)存空間減少到512KB，即2^19字節(jié)，所以物理地址空間的大小變?yōu)榱?9位。每個頁表項寬度變化：每個頁表項仍然需要能夠表示物理地址的偏移量，這個偏移量需要19-11=8位，因為頁面大小仍然是2KB。頁表長度不變：虛擬地址空間大小并未改變，因此虛擬地址空間仍然需要32個頁表項。14．頁式存儲管理系統(tǒng)中程序的地址空間是一維的還是二維的？請說明理由?！?？】頁式是一維的。理由：在頁式存儲管理中，程序的地址空間被劃分為固定大小的頁，同時物理內(nèi)存也被劃分為相同大小的物理頁框。程序的邏輯地址由頁號（PageNumber）和頁內(nèi)偏移量（Offset）組成，頁號用于指示程序中的哪一頁，頁內(nèi)偏移量用于指示頁內(nèi)的具體位置。當程序訪問內(nèi)存時，操作系統(tǒng)將頁號映射到物理內(nèi)存中相應的頁框上，然后使用頁內(nèi)偏移量來確定具體的地址。由于頁式存儲管理系統(tǒng)中，頁號對應于物理內(nèi)存中的頁框號，因此程序的地址空間在邏輯上是一維的，即通過頁號和頁內(nèi)偏移量來唯一確定內(nèi)存中的地址。15．FIFO和時鐘頁面置換算法有何聯(lián)系？時鐘頁面置換算法是對FIFO算法的改進，它引入了一個“時鐘指針”，并根據(jù)頁面的訪問情況來決定是否置換頁面。當需要進行頁面置換時，時鐘算法檢查指針所指向的頁面是否被訪問過。如果該頁面已經(jīng)被訪問過，就將其訪問位清零，并將指針指向下一個頁面；如果該頁面未被訪問過，則選擇該頁面進行替換，并將指針指向下一個頁面。這樣時鐘算法能夠更好地反映頁面的實際使用情況，從而減少"“Belady異常"”的發(fā)生。16．簡述什么是覆蓋技術，什么是交換技術？它們之間的區(qū)別是什么？覆蓋技術：是指把程序劃分為若干個功能上相對獨立的程序段，按照其自身的邏輯結構使那些不會同時執(zhí)行的程序段共享同一塊內(nèi)存區(qū)域，未執(zhí)行的程序段先保存在磁盤上，當有關程序段的前一部分執(zhí)行結束后，把后續(xù)程序段調入內(nèi)存，覆蓋前面的程序段。覆蓋技術可以完全由用戶實現(xiàn)，也可以由編譯程序提供支持。交換技術：由操作系統(tǒng)控制，將那些不在運行中的進程或其一部分調出內(nèi)存，暫時存放在外存上的磁盤交換區(qū)中，以騰出內(nèi)存空間給現(xiàn)在需要內(nèi)存空間的進程，后者可能需要從外存換入內(nèi)存，以后再將換出的進程調入內(nèi)存繼續(xù)執(zhí)行。主要區(qū)別：①內(nèi)存管理的粒度和方式：覆蓋技術是基于模塊或段的內(nèi)存管理方式，而交換技術是基于進程的內(nèi)存管理方式。②覆蓋技術通常用于解決單一連續(xù)分配內(nèi)存管理方式下的內(nèi)存不足問題，而交換技術通常用于解決分頁式和分段式內(nèi)存管理方式下的內(nèi)存不足問題。17．何謂程序局部性原理，請舉出三個例子。程序局部性原理是指在計算機程序執(zhí)行過程中，訪問數(shù)據(jù)和指令的趨勢會表現(xiàn)出一定的集中性，即在一段時間內(nèi)，程序傾向于重復訪問相同的數(shù)據(jù)或者執(zhí)行相鄰的指令。舉例：①時間局部性：指程序在一段時間內(nèi)對同一數(shù)據(jù)的反復訪問。例如循環(huán)結構中的變量，每次迭代都會重復使用，因此具有時間局部性。②空間局部性：指程序在一段時間內(nèi)對相鄰內(nèi)存地址中的數(shù)據(jù)進行訪問。例如數(shù)組或者矩陣的訪問。③緩存局部性：指程序訪問的數(shù)據(jù)往往會被緩存在高速緩存中，從而提高數(shù)據(jù)的訪問速度。例如，如果一個循環(huán)中的數(shù)據(jù)可以被緩存到CPU的緩存中，那么循環(huán)的執(zhí)行速度將會更快。18．虛擬存儲器是什么？為什么要引入虛擬存儲器？虛擬存儲器是一種計算機內(nèi)存管理技術，它通過將部分存儲器內(nèi)容暫時保存在磁盤上，以擴展可用的物理內(nèi)存空間。這種技術使得程序能夠使用比物理內(nèi)存更大的地址空間。虛擬存儲器的主要目標是允許程序在有限的物理內(nèi)存下運行，同時提供了以下幾個優(yōu)點：第一，更大的地址空間。虛擬存儲器使得每個進程擁有一個巨大的地址空間，遠遠大于實際的物理內(nèi)存大小。這樣，即使物理內(nèi)存有限，也能夠運行大型程序。第二，更好的內(nèi)存管理。虛擬存儲器提供了更靈活的內(nèi)存管理機制，使得操作系統(tǒng)能夠更好地管理內(nèi)存，包括內(nèi)存分配、回收和保護等方面。第三，更高的性能。虛擬存儲器通過將不常用的數(shù)據(jù)暫時存儲在磁盤上，釋放物理內(nèi)存空間供其他程序使用，從而提高了系統(tǒng)的整體性能。19．敘述虛擬頁式存儲管理方案的基本思想。為了實現(xiàn)虛擬頁式存儲管理，系統(tǒng)必須提供的硬件支持有哪些？虛擬存儲技術的基本思想是利用大容量的外存來擴充內(nèi)存，產(chǎn)生一個比有限的實際內(nèi)存空間大得多的、邏輯的虛擬內(nèi)存空間，簡稱虛存，以便能夠有效地支持多道程序系統(tǒng)的實現(xiàn)和大型程序運行的需要，從而增強系統(tǒng)的處理能力。虛擬存儲管理是由操作系統(tǒng)在硬件支持下把兩級存儲器（內(nèi)存和外存）統(tǒng)一實施管理，達到“擴充”內(nèi)存的目的，呈現(xiàn)給用戶的是一個遠遠大于物理內(nèi)存容量的編程空間，即虛存。程序、數(shù)據(jù)、堆棧的大小可以超過物理內(nèi)存的大小，操作系統(tǒng)把程序當前使用的部分保留在物理內(nèi)存，而把其他部分保存在磁盤上，并在需要時在內(nèi)存和磁盤之間動態(tài)交換。虛擬存儲管理支持多道程序設計技術。實現(xiàn)虛擬存儲器需要以下的硬件支持：①系統(tǒng)有容量足夠大的外存；②系統(tǒng)有一定容量的內(nèi)存；③硬件提供實現(xiàn)虛-實地址映射的機制。20．某采用頁式虛擬存儲管理的系統(tǒng)，接收了一個共7頁的程序，程序執(zhí)行時依次訪問的頁為1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6。若采用最近最少用（LRU）調度算法，程序在得到兩塊內(nèi)存空間和四塊內(nèi)存空間時各會產(chǎn)生多少次缺頁異常？如果采用先進先出（FIFO）調度算法又會有怎樣的結果？采用LRU：2塊內(nèi)存空間：18次；4塊內(nèi)存空間：10次1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，61，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6#，1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，o，x，x，x，x，x，x，o，x，x1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，61，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6#，1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3#，#，1，2，3，4，2，1，5，6，6，1，2，3，7，6，3，3，1，2#，#，#，1，1，3，4，2，1，5，5，6，1，2，2，7，6，6，6，1x，x，x，x，o，o，x，x，o，o，o，x，x，x，o，o，x，o，o，o采用FIFO：2塊內(nèi)存空間：18次；4塊內(nèi)存空間：14次1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，61，2，3，4，2，1，5，6，2，1，1，3，7，6，3，2，1，1，3，6#，1，2，3，4，2，1，5，6，2，2，1，3，7，6，3，2，2，1，3x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，o，x，x，x，x，x，x，o，x，x1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，61，2，3，4，4，4，5，6，2，1，1，3，7，6，6，2，1，1，3，3#，1，2，3，3，3，4，5，6，2，2，1，3，7，7，6，2，2，1，1#，#，1，2，2，2，3，4，5，6，6，2，1，3，3，7，6，6，2，2#，#，#，1，1，1，2，3，4，5，5，6，2，1，1，3，7，7，6，6x，x，x，x，o，o，x，x，x，x，o，x，x，x，o，x，x，o，x，o21．有一個虛擬存儲系統(tǒng)。分配給某進程3頁內(nèi)存，開始時內(nèi)存為空，頁面訪問序列如下：6，5，4，3，2，1，5，4，3，6，5，4，3，2，1，6，5（1）若采用先進先出頁面置換算法(FIFO)，缺頁次數(shù)為多少？176，5，4，3，2，1，5，4，3，6，5，4，3，2，1，6，56，5，4，3，2，1，5，4，3，6，5，4，3，2，1，6，5#，6，5，4，3，2，1，5，4，3，6，5，4，3，2，1，6#，#，6，5，4，3，2，1，5，4，3，6，5，4，3，2，1x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x（2）若采用最近最少使用頁面置換算法(LRU)，缺頁次數(shù)為多少？176，5，4，3，2，1，5，4，3，6，5，4，3，2，1，6，56，5，4，3，2，1，5，4，3，6，5，4，3，2，1，6，5#，6，5，4，3，2，1，5，4，3，6，5，4，3，2，1，6#，#，6，5，4，3，2，1，5，4，3，6，5，4，3，2，1x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x（3）若采用理想頁面置換算法呢？126，5，4，3，2，1，5，4，3，6，5，4，3，2，1，6，56，5，4，3，2，1，5，5，5，6，5，5，5，5，5，5，5#，6，5，4，3，3，3，3，3，3，3，3，3，2，2，6，6#，#，6，5，4，4，4，4，4，4，4，4，4，4，1，2，2x，x，x，x，x，x，x，o，o，x，x，o，o，x，x，x，o22．有一個虛擬存儲系統(tǒng)采用最近最少使用（LRU）頁面置換算法，每個程序占3頁內(nèi)存，其中一頁用來存放程序和變量i,j（不作他用）。每一頁可存放150個整數(shù)變量。程序A和程序B如下： 程序A： VARC:ARRAY[1..150,1..100]OFinteger； i,j:integer； FORi:=1to150DO FORj:=1to100DO C[i,j]:=0；程序B： VARC:ARRAY[1..150,1..100]OFinteger； i,j:integer； FORj:=1to100DO FORi:=1to150DO C[i,j]:=0； 設變量i,j放在程序頁中，初始時，程序及變量i,j已在內(nèi)存，其余兩頁為空。矩陣C按行序存放。（1）試問當程序A和程序B執(zhí)行完后，分別缺頁多少次？程序A執(zhí)行完后，缺頁50次。程序B執(zhí)行完后，缺頁5000次。（2）最后留在內(nèi)存中的各是矩陣C的哪一部分？程序A、B執(zhí)行完后，留在內(nèi)存中的是C的最后三行；23．什么是異常現(xiàn)象(或稱Belady現(xiàn)象)？你能找出一個異?，F(xiàn)象的例子嗎？例子：某程序在內(nèi)存中分配m頁，初始為空，頁面走向為1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5，采用FIFO算法替換策略，通過計算得到當m=3時，缺頁異常9次；m=4時，缺頁異常10次。在這個例子中，當分配給進程的物理頁面數(shù)增加時，缺頁次數(shù)不僅不減少，反而增加。這一現(xiàn)象稱為異?，F(xiàn)象（Belady異?，F(xiàn)象），而FIFO頁面置換算法會產(chǎn)生這一異常現(xiàn)象。24．虛擬頁式存儲管理中，頁面置換算法所花的時間屬于系統(tǒng)開銷，這種說法對嗎？【？】這種說法是對的，在虛擬頁式存儲管理系統(tǒng)中，頁面置換算法的執(zhí)行屬于系統(tǒng)開銷的一部分。（書上暫時沒找到相關內(nèi)容）25．缺頁異常的處理過程是軟硬件配合完成的，請敘述缺頁異常處理過程。整個缺頁異常處理過程簡單闡述如下：1）根據(jù)當前執(zhí)行指令中的邏輯地址查頁表的有效位，判斷該頁是否在內(nèi)存。2）該頁標志為“0”，形成缺頁異常。保留現(xiàn)場。中斷裝置通過交換PSW讓操作系統(tǒng)的缺頁中斷處理程序占用處理器。3）操作系統(tǒng)處理缺頁異常，尋找一個空閑的物理頁面。4）若有空閑頁，則把磁盤上讀出的信息裝入該頁面中。5）修改頁表及內(nèi)存分配表，表示該頁已在內(nèi)存。6）如果內(nèi)存中無空閑頁，則按某種算法選擇一個已在內(nèi)存的頁面，把它暫時調出內(nèi)存。若在執(zhí)行中該頁面已被修改過，則要把該頁信息重新寫回到磁盤上（否則不必重新寫回磁盤）。當一頁被暫時調出內(nèi)存后，讓出的內(nèi)存空間用來存放當前需要使用的頁面。頁面被調出或裝入之后都要對頁表及內(nèi)存分配表作修改。7）恢復現(xiàn)場，重新執(zhí)行被中斷的指令。當重新執(zhí)行該指令時，由于要訪問的頁面已被裝入內(nèi)存，所以可正常執(zhí)行下去。26．試述缺頁與一般中斷的主要區(qū)別。處理缺頁的主要目的是將缺失的頁面從外部存儲加載到物理內(nèi)存中，然后恢復程序的執(zhí)行。處理一般中斷的目的是響應和處理中斷請求，完成請求后再繼續(xù)之前被中斷的任務。此外，缺頁異常引起的中斷與普通中斷不同，它可以在指令中間發(fā)生，而普通中斷只能在指令之間發(fā)生。27．何謂系統(tǒng)的“顛簸”現(xiàn)象？為什么會出現(xiàn)這一現(xiàn)象？當系統(tǒng)發(fā)生“顛簸”時，應該采取什么措施來加以克服？如果頁面置換算法設計不當，導致剛被調出的頁面又立即要用，因而又要把它裝入，而裝入不久又被選中調出，調出不久又被裝入，如此反復，使調度非常頻繁。這種現(xiàn)象稱為“抖動”或稱“顛簸”。所以選擇不常使用的頁面置換出去會使系統(tǒng)性能好得多。措施：減少并發(fā)進程數(shù)量；增加可用內(nèi)存容量；改變頁面置換算法。28．什么是工作集？它的作用是什么？顛簸是由缺頁率高引起的，對于給定的進程訪頁序列，在時刻（t-Δ）到時刻t之間所訪問頁面的集合，稱為該進程的工作集。操作系統(tǒng)采用工作集模型，為每個進程保持一個工作集，通過動態(tài)調整，使該進程獲得與工作集相等的物理頁面數(shù)，可以解決顛簸問題。29．比較各種存儲管理方式的特征（包括內(nèi)存空間的分配方式、是否要有硬件的地址轉換機構作支撐、適合單道或多道系統(tǒng)等）、重定位方式、地址轉換的實現(xiàn)（操作系統(tǒng)和硬件怎樣配合）、存儲保護的實現(xiàn)（操作系統(tǒng)和硬件各自做些什么工作）?！?？】內(nèi)存空間的分配方式：連續(xù)內(nèi)存分配：將內(nèi)存空間分為若干連續(xù)的區(qū)域，每個區(qū)域可以被分配給一個進程。主要有單一連續(xù)分配和多道連續(xù)分配兩種方式。非連續(xù)內(nèi)存