操作系统原理-第五章存储管理习题

** 习题

** 选择最合适的答案

1．分页存储管理的存储保护是通过( )完成的.

A.页表（页表寄存器）

B.快表

C.存储键

D.索引动态重定

2．把作业地址空间中使用的逻辑地址变成内存中物理地址称为（）。

A、加载

B、重定位

C、物理化

D、逻辑化

3．在可变分区存储管理中的紧凑技术可以（）。

A.集中空闲区

B.增加主存容量

C.缩短访问时间

D.加速地址转换

4．在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是( )。

A.减少程序占用的主存空间

B.物理上扩充主存容量

C.提高CPU效率

D.代码在主存中共享

5．存储管理方法中，( )中用户可采用覆盖技术。

A．单一连续区 B. 可变分区存储管理

C．段式存储管理 D. 段页式存储管理

6．把逻辑地址转换成物理地址称为（）。

A.地址分配

B.地址映射

C.地址保护

D.地址越界

7．在内存分配的“最佳适应法”中，空闲块是按（）。

A.始地址从小到大排序

B.始地址从大到小排序

C.块的大小从小到大排序

D.块的大小从大到小排序

8．下面最有可能使得高地址空间成为大的空闲区的分配算法是（）。

A.首次适应法

B.最佳适应法

C.最坏适应法

D.循环首次适应法

9．那么虚拟存储器最大实际容量可能是( ) 。

A.1024K

B.1024M

C.10G

D.10G+1M

10．用空白链记录内存空白块的主要缺点是（）。

A.链指针占用了大量的空间

B.分配空间时可能需要一定的拉链时间

C.不好实现“首次适应法”

D.不好实现“最佳适应法”

11．一般而言计算机中（）容量(个数)最多.

** B.RAM C.CPU D.虚拟存储器

12．分区管理和分页管理的主要区别是（）。

A.分区管理中的块比分页管理中的页要小

B.分页管理有地址映射而分区管理没有

C.分页管理有存储保护而分区管理没有

D.分区管理要求一道程序存放在连续的空间内而分页管理没有这种要求。

13．静态重定位的时机是（）。

A.程序编译时

B.程序链接时

C.程序装入时

D.程序运行时

14．通常所说的“存储保护”的基本含义是（）

A.防止存储器硬件受损

B.防止程序在内存丢失

C.防止程序间相互越界访问

D.防止程序被人偷看

15．能够装入内存任何位置的代码程序必须是( )。

A.可重入的

B.可重定位

C.可动态链接

D.可静态链接

16．虚存管理和实存管理的主要区别是（）。

A.虚存区分逻辑地址和物理地址，实存不分；

B.实存要求一程序在内存必须连续，虚存不需要连续的内存；

C.实存要求一程序必须全部装入内存才开始运行，虚存允许程序在执行的过程中逐步装入；

D.虚存以逻辑地址执行程序，实存以物理地址执行程序；

17．在下列有关请求分页管理的叙述中，正确的是（）。

A.程序和数据是在开始执行前一次性装入的

B.产生缺页中段一定要淘汰一个页面

C.一个被淘汰的页面一定要写回外存

D.在页表中要有“中段位”.“访问位”和“改变位”等信息

18．LRU置换算法所基于的思想是（）。

A.在最近的过去用得少的在最近的将来也用得少

B.在最近的过去用得多的在最近的将来也用得多

C.在最近的过去很久未使用的在最近的将来会使用

D.在最近的过去很久未使用的在最近的将来也不会使用

19．在下面关于虚拟存储器的叙述中，正确的是（）。

A.要求程序运行前必须全部装入内存且在运行过程中一直驻留在内存

B.要求程序运行前不必全部装入内存且在运行过程中不必一直驻留在内存

C.要求程序运行前不必全部装入内存但是在运行过程中必须一直驻留在内存

D.要求程序运行前必须全部装入内存但在运行过程中不必一直驻留在内存

20．在请求分页系统中，页表中的改变位是供（）参考的。

A.页面置换

B.内存分配

C.页面换出

D.页面调入

21．在请求分页系统中，页表中的访问位是供（）参考的。

A.页面置换

B.内存分配

C.页面换出

D.页面调入

22．在请求分页系统中，页表中的辅存始地址是供（）参考的？

A.页面置换

B.内存分配

C.页面换出

D.页面调入

23．适应于请求段的内存分配方法是（）。

A.首次适应和最佳适应

B.固定分区和可变分区

C.首次适应和固定分区 C.最佳适应和可变分区

24．在请求分页管理中，已修改过的页面再次装入时应来自（）。

A.磁盘文件区

B.磁盘对换区

C.后备作业区

D.I/O缓冲池

25．选择在最近的过去使用次数最少的页面予以淘汰的算法称为（）。**. B.LRU C.MFU D.LFU

26．选择在最近的过去最久未访问的页面予以淘汰的算法称为（）。**. B.LRU C.MFU D.LFU

27．程序动态链接的时刻是（）。

A.编译时

B.装入时

C.调用时

D.紧凑时

28．虚存的可行性基础是（）。

A.程序执行的离散性

B.程序执行的顺序性

C.程序执行的局部性

D.程序执行的并发性

29．虚存最基本的特征是（）。

A.一次性

B.多次性

C.交换性

D.离散性

30．在下列关于虚存实际容量的说法中，正确的是（）。

A.等于外存（磁盘）的容量

B.等于内.外存容量之和

C.等于CPU逻辑地址给出的空间的大小

**之中取小者

31．实现虚存最主要的技术是（）

A.整体覆盖

B.整体对换

C.部分对换

D.多道程序设计

32．首次适应算法的空闲区是（）。

A.按地址递增顺序连在一起

B.始端指针表指向最大空闲区

C.按大小递增顺序连在一起

D.寻找从最大空闲区开始

33．采用（）不会产生内部碎片。

A.分页式存储管理

B.分段式存储管理

C.固定分区式存储管理

D.段页式存储管理

34．下面哪种内存管理方法有利于程序的动态链接？

A.分段存储管理

B.分页存储管理

C.可变分区分配

D.固定分区分配

35．在虚拟存储系统中，若进程在内存中占3块（开始时为空），采用先进先出页面淘汰算法，当执行访问页号序列为1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5，6时，将产生（）次缺页中断？

** B.8 C.9 D.10

36．系统“抖动”现象的发生是由（）引起的？

A.置换算法选择不当

B.交换的信息量过大

C.内存容量充足

D.请求页式管理方案

37．采用段式存储管理的系统中，若地址用24位表示，其中8位表示段号，则允许每段的最大长度是（）。

** B.216 C.28 D.232

38．实现虚拟存储器的目的是（）。

A.实现存储保护

B.实现程序浮动

C.扩充辅存容量

D.扩充主存容量

39．在请求分页存储管理中，若采用FIFO页面淘汰算法，则当进程分配到的页面数增加时，缺页中断的次数（）。

A.减少

B.增加

C.无影响

D.可能增加也可能减少

40．在固定分区分配中，每个分区的大小是（）。

A.相同

B.随作业长度变化

C.可以不同但预先固定

D.可以不同但根据作业长度固定

41．在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲区合并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减2的情况是（）。

A.无上邻空闲区，也无下邻空闲区

B.有上邻空闲区，但无下邻空闲区

C.有下邻空闲区，但无上邻空闲区

D.有上邻空闲区，也有下邻空闲区

42．如果一个程序为多个进程所共享，那么该程序的代码在执行的过程中不能被修改，即程序应该是（）。

A.可执行码

B.可重入码

C.可改变码

D.可再现码

43．下述（ ）页面淘汰算法会产生Belady 现象。

A.先进先出

B.最近最少使用

C.最不经常使用

D.最佳

44．某段表的内容如下图所示，现执行某条指令Load 1, 2/154，逻辑地址2/154（其

中段号为2，段内地址为154），它对应的物理地址为（ ）。

**+2 B.480K ＋154 **+154

D.2＋480K

段号

段首址 段长度

120K 40K 1

760K 30K 2

480K 20K 3 370K 20K 45．在一页式存储管理系统中，页表内容如下图所示。若页的大小为4K ，则地址转换

机构将逻辑地址0转换成物理地址为（ ）。

46．设内存的分配情况如下图所示。若要申请一块40K 字节的内存空间，若采用最佳适应算法，则

所得到的分区首址为（ ）。 ** B.4096

C.2048

D.1024

页号

块号 0

2 1

1 2 6 3

3 4 7 ** B.190K

C.330K

D.410K

占用

占用

000K

100K 180K 190K

280K

330K

390K

410K

512K-1

47．下面哪种内存管理方法不能实现虚存？

A.动态页式管理

B.静态页式管理

C.分段存储管理

D.段页式存储管理

48．在请求页式存储管理中，若页面尺寸变小，则缺页中断的次数（ ）。

A.减少

B.增加

C.无影响

D.可能增加也可能减少

49．解决碎片问题，以及使程序可浮动的最好的办法是采用（ ）技术。

A.静态重定位

B.动态重定位

C.内存静态分配

D.内存动态分配

50．在可变分区存储管理中的拼接技术可以（ ）。

A.集中空闲区

B.增加主存容量

C.缩短访问周期

D.加速地址转换

51．设主存容量为1MB ，辅存容量为400MB ，计算机系统的地址寄存器有24位，那么虚

存的最大容量是（ ）。

** B.401MB C.1MB+224B D.224B

52．在可变式分区分配方案中，只需要进行一次比较就可以判定系统是能否满足作业对

主存空间要求的是（ ）。

A.最先适应算法

B.最佳适应算法

C.最差适应算法

D.固定式分区方法

53．虚存的基础是（ ）。

A.局部性理论

B.程序执行时对内存访问不均匀

C.指令局部性

D.变量的连续访问

54．页式虚拟存储管理的主要特点是（ ）。

A.不要求将作业装入到主存的连续区域

占用 占用

┇

B.不要求将作业同时全部装入到主存的连续区域

C.不要求进行缺页中断处理

D.不要求进行页面置换

55．在请求分页存储管理中，当所访问的页面不在内存时，便产生缺页中断，缺页中断是属于（）。

**/O中断 B.程序中断

C.访管中断

D.外中断

56．采用动态重定位方式装入的作业，在执行中允许（）将其移动。

A.用户有条件地

B.用户无条件地

C.操作系统有条件地

D.操作系统无条件地

57．虚存是（）。

A.容量扩大了的内存

B.提高运算速度的设备

C.不存在的存储器

D.充分利用了地址空间

58．分页式虚拟存储系统中，页面的大小与可能产生的缺页中断次数（）。

A.成正比

B.成反比

C.无关

D.成固定比例

59．在硬件条件和环境条件相同的条件下,一个作业在( )存储管理系统中执行的时间最多。

A.分区

B.分页

C.分段

D.段页

** 选择所有正确的答案

1．使用下面哪些存储管理方法可以实现虚拟存储器? ( )

A.分区

B.分段

C.段页

D.分段

2．在页式存储管理中，块内位移量等于页内位移量是因为（）。

A.页和块的大小都是2的整数次方

B.一页是装入内存的连续空间内

C.页和块大小相等

D.页和块大小不等

3．分段管理的主要优点有（）。

A.可以实现有意义的共享

B.用户可以使用覆盖技术

C.方便地址转换

D.程序不需要连续的内存

E.可以实现动态链接

F.可以给不同段赋予不同存取权

4．下列存储器哪些可用来存储页表？

** B.磁盘 C.主存 D.快表

5．在请求分页管理中，一个首次装入内存的页面可能来自（）。

A.磁盘文件区

B.磁盘对换区

C.后备作业区

D.I/O缓冲池

6．一个作业需要占用较大连续内存的存储管理是（）。

A.可变分区存储管理

B.页式存储管理

C.段式存储管理

D.段页式存储管理

7．段式和页式存储管理的地址结构很类似，但是它们之间有实质上的不同，表现为（）。

A.页式的逻辑地址是连续的，段式的逻辑地址可以不连续

B.页式的地址是一维的，段式的地址是二维的

C.分页是操作系统进行，分段是用户确定

D.各页可以分散存放在主存，每段必须占用连续的主存空间

E.页式采用静态重定位方式，段式采用动态重定位方式

8．下面哪些存储分配方法可能使系统抖动？（）

A.可变分区

B.页式

C.段式

D.段页式

9．下面哪些概念在页式虚存管理系统中一定用到？

A.抖动

B.缺页中断

C.联想存储器

D.段表

10．下列关于请求页式存储管理的说法中，正确的是（）。

A.采用静态重定位

B.采用动态重定位

C.内存静态分配

D.内存动态分配

11．下面哪些表格是分页存储管理系统中使用到的？

A.进程表

B.存储分块表

C.页表

D.文件映象表

12．在以下存储管理方案中，适用于多道程序设计系统的是（）。

A．单用户连续分配 B.固定式分区分配

C.可变式分区分配

D.页式存储管理

13．动态重定位过程依赖于（）。

A.可重定位装入程序

B.重定位寄存器

C.地址变换机构

D.目标程序

14．将分区管理发展为分页管理的主要目的是（）。

A.提高系统的吞吐量

B.提高程序的并发度

C.提高内存的利用率

D.使系统能运行更大的程序

15．（）存储管理中存在页表。

A.页式

B.段式

C.分区

D.段页式

** 判断正误，错误的简要说明理由

1．请求分页存储管理系统，若把页面的大小增加一倍，则缺页中断次数会减少一倍。2．虚地址即程序执行时所要访问的内存地址。

3．交换可以解决内存不足的问题，因此，交换也实现了虚拟存储器。

4．为了使程序在内存中浮动，编程时都使用逻辑地址。因此，必须在地址转换后才能得到主存的正确地址。

5．在请求分页式存储管理中，页面的调入.调出只能在内存和对换区之间进行。

6．请求分页存储管理中，页面置换算法很多，但只有最佳置换算法能完全避免进程的抖动，因而目前应用最广。其他（如改进型CLOCK）算法虽然也能避免进程的抖动，但其效率一般很低。

7．虚拟存储器的实现是基于程序局部性原理，其实质是借助外存将内存较小的物理地址空间转化为较大的逻辑地址空间。

8．虚存容量仅受外存容量的限制。

9．UNIX操作系统没有提供虚拟存储器，为了使容量有限的内存能支持较大规模的程序，系统除采用正文段共享和自我覆盖技术外，主要采用了程序对换技术来扩充存储容量，使其具有类似于虚拟存储器的作用。

10．静态页式管理可以实现虚存。

11. 用可变分区法可以比较有效地消除外部碎片，但不能消除内部碎片。

12．页表的作用是实现逻辑地址到物理地址的映射。

13．系统中内存不足，程序就无法执行。

14．用绝对地址编写的程序不适合多道程序系统。

** 简答题

1．什么是动态链接？用何种内存分配方法可以实现这种链接技术？

2．为什么静态重定位后的程序在内存中不能移动？动态地址重定位的程序在内存中可以移动什么？

3．在什么时候只能使用交换的方法，而不能使用覆盖的方法？

4．虚拟存储器的理论容量与什么有关，实际容量与什么有关？

5．考虑一个由8个页面，每页1K字节组成的逻辑空间，把它映射到由32个物理块组成的存储器。问：

（1）有效的逻辑地址有多少位？

（2）有效的物理地址有多少位？

6．程序员如何识别系统采用的是分页式虚存还是段式虚存？

7．设某进程分得的内存页面数为m，其需访问的页面个数为p，其中有n个不相同的页面，对于任意置换算法，

（1）求页面失效次数的下限

（2）求页面失效次数的上限

8．在某分页虚存系统中，测得CPU和磁盘的利用率如下，试指出每种情况下的问题和措施。

(1)CPU的利用率为15％，盘利用率为95％；

(2)CPU的利用率为88％，盘利用率为3％；

(3)CPU的利用率为13％，盘利用率为5％。

9．对访问串：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5，指出在驻留集大小分别为3，4时，使用FIFO和LRU替换算法的缺页次数。结果说明了什么？

10．存储管理的主要任务是什么？

11．实现虚拟存储器的物质基础是什么？

12．分页存储管理如何克服分区存储管理的缺点的？

13．快表的引入为何能明显改进系统的性能？

14．操作系统中存储管理的主要对象是什么？

15．覆盖技术的基本思想是什么？

** 解答题

1．分页存储管理与分段管理的主要区别是什么？提出分页管理和分段管理的目的分别是什么？

2．考虑一个分页存储器，其页表存放在内存。

（1）若内存的存取周期为0.6us，则CPU从内存取一条指令（或一个操作数）需多少时间？

（2）若使用快表且快表的命中率为75％，则内存的平均存取周期为多少？

3．虚存管理与实存管理的根本区别是什么？

4．就虚存回答以下问题：

(1)虚存的应用背景是什么？

(2)虚存的可行性基础是什么？

(3)实现虚存的主要技术是什么？

(4)虚存可以有多大？

5．设某进程访问内存的页面走向序列如下：

1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6

则在局部置换的前提下，分别求当该进程分得的页面数为1，2，3，4，5，6，7时，下列置换算法的缺页数：

①LRU ②FIFO ③Optimal

6．考虑一个有快表的请求分页系统，设内存的读写周期为1us,内外存之间传送一个页面的平均时间为5ms，快表的命中率为80%，页面实效率为10％，求内存的有效存取时间。

7．对于一个使用快表的页式虚存，设快表的命中率为70％，内存的存取周期为1us；缺页处理时，若内存有可用空间或被置换的页面在内存未被修改过，则处理一个缺页中断需8ms，否则需20ms。假定被置换的页面60％是属于后一种情况，则为了保证有效存取时间不超过2us，问可接受的最大缺页率是多少？

8. 为什么要引入动态链接?

9．在分页存储管理系统中，存取一次内存的时间是8us，查询一次快表的时间是1us，缺页中断的时间是20us。假设页表的查询与快表的查询同时进行，当查询页表时，如果该

页在内存但快表中没有页表项，系统将自动把该页页表项送入快表。一个作业最多可保留3个页面在内存。现开始执行一作业，系统连续对作业的２、４、5、２、7、6、4、2各页面的数据进行1次存取，如分别采用FIFO算法和最优页面置换算法，求每种算法下存取这些数据需要的总时间？

** 习题解答要点

** 选择最适合的答案

** 2.B 3.A 4. A 5.A 6.B 7. C 8.A 9.B 10.B

** 12.D 13.C 14.C 15.B 16.C 17.D 18.D 19.B 20.C

** 22.D 23.D 24.B 25.D 26.B 27.C 28.C 29.C 30.D

** 32.A 33.B 34.A 35.D 36.A 37.B 38.D 39.D 40.C

** 42.B 43.A 44.B 45.A 46.C 47.B 48.D 49.B 50.A

** 52.C 53.A 54.B 55.B 56.C 57.D 58.B 59.D

** 选择所有正确的答案

** 2.ABC 3.AE 4.ACD 5. AC (批处理是C，其它是A) 6.AC 7.ABCD 8.BCD

** 10. BD 11.ABCD 12.BCD 13.BCD 14.CD 15.AD

** 判断正误，错误的简要说明理由

1．错误

产生页面中断的次数与页面大小的关系不是绝对的，它还和访问页面的踪迹P、主存的容量M、以及淘汰算法有关。

2．错误

虚地址是作业的逻辑地址，只有经过地址转换机构后得到的物理地址才是程序执行时所要访问的内存地址。

1．错误

交换技术与非连续存放技术相结合，才构成虚拟存储器。

4．正确

2．错误

页面的调入、调出应在内存与文件区及对换区。调入可以从文件区和交换区，调出到交换区。

3．错误

首先，最佳置换算法（OPT算法）不能实用，只可作为一种评价标准，因此目前很少在实际中使用。另外，改进型CLOCK算法能相对避免进程的抖动，并且效率较高。

4．正确

5．错误

虚存容量不仅受外存容量的限制，还受到CPU逻辑地址所能表示范围的限制。

9．正确

10．错误

静态页式管理不能实现虚存，这是因为静态页式管理要求进程或作业在执行前全部被装入内存，作业或进程的大小仍然受内存可用页面数的限制。

11．错误

采用可变分区，可以消除内部碎片，但极易产生外部碎片，可以通过紧缩办法消除外部碎片。

12. 正确

13. 错误

可采用虚拟存储器、覆盖、交换解决。

14．正确

** 简答题

1．动态链接就是指当程序运行到需要调用某一模块时，再去链接，对于未使用的模块就可以不必链接。采用段式内存分配方法可以实现这种技术。

2．静态重定位后的程序的代码已经发生了变化，由原来逻辑地址的程序已经变为物理地址的程序，按物理地址的方式运行，因此不能再进行移动。

动态重定位是在程序运行过程中由硬件进行地址变换，变换的结果存放在内存地址寄存器中，程序代码并没有发生变化，仍然是逻辑地址的代码，按逻辑地址的方式运行，因此，在内存中移动程序代码之后，仅需要根据代码新的启始位置，重新设定基地址寄存器的值。

3．当需要覆盖的内容在以前程序的执行过程中修改过，并且在以后的执行中仍然需要，这时就必须采用交换的方式。

4．理论容量由逻辑地址位长决定。实际容量由逻辑地址位长以及内外存容量综合决定。

5．（1）逻辑地址有13位

（2）物理地址有15位

说明：解此题的关键是要知道在分页管理中，“页”和“块”是一样大小的，这样才知道物理存储器是32K。

6．页式虚存面向程序员的逻辑地址是1维的，而段式虚存面向程序员的逻辑地址是2维。

7．（1）下限是n

（2）上限是p

说明：因为页面序列中有n个不同的页号，这n个页面可定是要通过页面失效中断装入内存的，故失效数的下限是n；因为页面序列的长度是p，即使每个页面都失效，其次数也不会超过p，故上限是p。

8．（1）可能已出现了抖动现象，应减少系统的进程数；

（2）系统比较正常，可考虑适当增加进程数以提高资源利用率；

（3）CPU和磁盘的利用率都较低，必须增加并发进程数。

9．首先采用FIFO，当m=3时，缺页次数＝9；m=4时，缺页次数＝10。

采用LRU算法，当m=3时，缺页次数＝10；m=4时，缺页次数＝8。

结果说明：FIFO有Belady奇异现象，即不满足驻留集增大，缺页次数一定减小的规律；另在m=3时，LRU的缺页次数比FIFO要多，所以LRU算法并不总优于FIFO，还要看当前访问串的特点。

10．存储管理的主要研究内容是主存存储分配、地址再定位、存储保护和存储扩充。

11．实现虚拟存储器的物质基础是：一定容量的主存、足够的辅存和地址变换机构。

12．

(1)通过分页处理，使程序可以不需要占用连续的内存空间；

(2)通过实现虚拟存储器，解决程序大小不能超过内存的容量的问题。

13．

(1)存储器访问具有时间和空间的“局部性”，因此快表的命中率一般可达70%到90%；

(2)页表是在系统执行过程中，每时每刻都需要访问的，因此，访问时间的微小缩短，

其累计节约的时间却可以达到很大。

14．OS中存储管理的主要对象是内存储器的用户空间，以及作为内存用户空间的扩展和延伸的磁盘对换区（Unix）。内存的系统空间是存放OS内核的，不存在多道程序之间进行分配的问题，故不属存储管理的范围；在Unix中，磁盘对换区是用于进程映象对换的，因而从概念上讲是内存用户空间的扩充，故将它的管理也纳入存储管理之中。当然，不是所有的系统都有磁盘对换区，因而也不是所有系统的存储管理都有此管理对象。

15．覆盖技术的基本思想是什么？

解覆盖技术的基本思想是，若一个大的程序是由多个相对独立的程序模块组成，且有些模块是相互排斥的，即执行甲就不会执行乙，则在这种情况下，就没有必要将该程序的所有模块装入内存，而是将那些二者（或多者）执行时取其一的模块处理成“覆盖”，让它们共享内存的一个“覆盖区”。这样就可大大节省内存空间，达到用小内存运行大程序的目的。

** 解答题

1．总结出的区别如下表所示：

分页分段

单一连续逻辑地址空间二维逻辑地址空间

页是信息的物理单位

页是面向系统的

页内的信息逻辑上可能不完整的段是信息的逻辑单位

段是面向用户的

段内的信息在逻辑上是完整的

页的大小固定由系统划分对用户透明段长度可变增长

用户可见

便于动态链接和存储保护修改和共享

以页面为单位分配空间存在内零头

不需要紧凑技术以段大小为单位分配的空间存在外零头

需采用紧凑技术

提出分页管理的目的是为了提高内存空间的利用率；提出分段管理的目的除了也可以提高内存空间的利用率（相对分区管理而言）外，主要是为了更好地实现程序的共享和动态链接，并方便用户编程。

2．

（1）因为页表放在内存，故取一条指令（或一个操作数）须访问两次内存，所以需0.6us ×2 = 1.2us的时间。

（2）这里假定访问快表的时间可以忽略不计，命中快表时取数只要一次访存，故此时

的平均存取周期为

**×0.75+1.2us×(1-0.75)=0.75us

说明：解此题的关键是要知道访问快表的时间可以忽略不计和平均存取周期的概念。

3．根本区别就在于，虚存管理允许部分装入和部分对换，而实存管理不允许这样做。所谓“部分装入”，指的是一道应用程序不是全部装入内存以后才开始执行而是只装入其一部分（甚至一点都不装）就开始运行，然后在运行的过程中根据需要逐步地装入其余部分；“部分对换”，指的是当内存已满而又有新的将“部分”需要装入时，要把已在内存的某一“部分”换出去，以腾出空间存放新来者。部分装入和部分对换的结果是可以用小的内存运行大的程序。实存管理则不同，它所要求的是整体装入。

4．（1）虚存的运行背景是用小内存运行大程序。这里的“大程序”是指比整个内存用户空间还要大的程序，它可以是一道程序，也可以是多道程序之和。

（2）虚存的可行性基础是程序运行的局部性原理。

（3）实现虚存的主要技术是部分装入、部分对换、局部覆盖、动态重定位。

（4）从原理上讲，虚存空间就是CPU逻辑地址所给出的空间，例如，逻辑地址是25位，则虚存空间就是225＝32M；但实际的虚拟存储器的容量还要受辅存和内存空间之和的限制，即虚存空间不能超过这两个物理空间之和。

5．通过逐个演算，获得下表所示的结果。

过程分得的页面数Optimal LRU FIFO

1 20 20 20

2 15 17 18

3 11 15 16

4 8 10 14

5 7 8 12

6 7 7 9

7 7 7 7

说明：每一个页面第一次进入内存也算缺页。

由上表可见，当进程分得的页面数在2～5之间时，Optimal缺页数最少，LRU次之，FIFO最多。大量统计证明LRU算法是实用算法中性能最好的。

6．内存的有效存取时间EAT(Efficent Access Time)也叫平均存取时间AAT(Average Access Time)，其计算公式如下：

EAT＝命中快表时的存取时间×快表命中率＋命中内存时的存取时间×内存命中率＋页面失效时的存取时间×页面实效率

将题中的已知条件代入可得

EAT=1us×80%+2us×10%+(5000us+2us)×10%

=0.8us+0.2us+500.2us

=501.2us

说明：解此题除了要了解“有效存取时间”的计算公式外，还应了解在命中快表、命中内存和页面失效三种情况下存取时间的计算方法。特别是，当页面失效时，除了页面传送时间，还应加上2次访问内存的时间，因为页面失效的前提是不命中快表。

7．设可接受的最大缺页率为p，则有

1us×0.7+2us×(1-0.7-p)+0.4p×8ms+0.6p×20ms=2us

即0.7+0.6-2p+3200p+1200p=2

15198p=0.7

p=0.000046

8．

（1）节约内存

在许多情况下，每次要运行的模块可能是不相同的，但由于事先无法知道本次要运行哪些模块，故只能是将所有可能要运行到的模块，全部链接在一起，是每次执行时的装入全部的模块。显然这是低效的。因为装入的某些模块在运行过程中，根本就不运行。比较典型的例子是错误处理模块，如果程序在整个运行过程中，都不出现错误，便不会用到该模块。动态连接的方式就可以解决这个问题。

（2）便于软件版本的修改和更新

在采用装入时动态链接方式时，要修改或更新各个目标模块，是件非常容易的事，但对于经静态链接以装配在一起的装入模块，如果要修改或更新其中的某个目标模块时，则要求重新打开装入模块，这不仅是低效的，而且对于普通用户是不可能的。

（3）便于实现目标模块共享和构建程序。

若采用装入时动态链接方式，OS能够将一个目标模块链接到几个应用程序中去，即实现多个应用程序对该模块的共享。然而，采用静态链接方式时每个应用模块都必须含有该目标模块的拷贝，则无法实现共享。

9．

(1)LRU

第2页面：20＋8*3

第4页面：20 +8*3

第5页面：20 +8*3

第2页面：8+1

第7页面：20 +8*3

第6页面：20+8*3

第4页面：20+ 8*3

第8页面：20+8*3

因此总的时间是（20＋8*3）*7+（8+1）

(2)OPT

第2页面：20＋8*3

第4页面：20 +8*3

第5页面：20 +8*3

第2页面：8+1

第7页面：20 +8*3

第6页面：20+8*3

第4页面：8+1

第8页面：8+1

因此总的时间是 (20＋8*3）*5 +(8+2)*3

** 考研试题精选及解析

1. 有矩阵：V AR A：ARRAY[1‥100,1‥100]OF integer；

按先行后列次序存储。在一虚存系统中，采用LRU淘汰算法，一个进程有3页内存空间，每页可以存放200个整数。其中第1页存放程序，且假定程序已在内存。

程序A：

FOR i：＝1 TO 100 DO

FOR j：＝1 TO 100 DO

A[i,j]：＝0；

程序B：

FOR j：＝1 TO 100 DO

FOR i：＝1 TO 100 DO

A[i,j]：＝0；

分别就程序A和B的执行进程计算缺页次数。（北京大学1993年存储管理题）

[分析及相关知识]

由于每一进程在内存中有3个页面，且其中的1页用于存放程序，所以可用作存放数据的页面只有2个。

由题目中的定义可知，数组A中有10000个整数，每页存放200个整数，数组占用空间50页。假设数据从该作业的第m页开始存放，由数组分布在第m页到第m+49页中。因数据是按先行后列次序存储，它的存储顺序为：

A[1,1],A[1,2],…,A[1,100],A[2，1]，A[2，2],…,A[2,100] 第m页

A[3,1],A[3,2],…,A[3,100],A[4，1]，A[4，2],…,A[4,100] 第m＋1页

A[99,1],A[99,2],…,A[99,100],A[100，1]，A[100，2],…,A[100,100] 第m＋49页

解：对于程序A：

由于程序A对矩阵A的访问是按列进行，即按照存储顺序顺序进行。因此每次缺页中断调

进一页后，位于该页内的数组元素全部赋予0值，然后再调入下一页，所以涉及的页面走向

为，m,m+1,…,m+49，故缺页次数为50次。

对于程序B：

由于程序对矩阵A的访问是按列进行，而矩阵A每行有100个数据，每页可以存放200个

数据，因此每页中有2个数据属于同一列，每次缺页中断调进一页时，只有其中的2个数据

赋予0值，即程序矩阵A每两次访问会遇到一次缺页。所以涉及的页面走向为：

m,m+1,…,m+49 处理1列

m,m+1,…,m+49 处理2列

┋

m,m+1,…,m+49 处理100列

故缺页次数为：100×50＝5000次

2.虚拟存储器利用了swap area(交换区)、内存及cache。假设：从cache读取一个字节的数据

需要Ans；如果数据不在cache而在内存，则从内存读至cache需要Bns，然后才能从cache

访问；如果数据不在内存又不在cache，需要Cns从交换区读入内存，然后，读入cache才

能取用。假设缓存cache命中率为（n-1）/n，内存命中率为（m-1）/m，求数据平均访问时

间。（浙江大学2001、北京工业大学2000存储管理题）

答：

数据在缓存中的比率为：(n-1)/n

数据在内存中的比率为：(1-(n-1)/n)×(m-1)/m=(m-1)/nm

数据在SA中的比率为：(1-(n-1)/n)×(1-(m-1)/m)=1/nm

故数据平均访问时间是=((n-1)/n)×A+((1-(n-1)/n)×(m-1)/m)×(A+B)+( (1-(n-1)/n)×

(1-(m-1)/m))×(A+B+C)=A+B/n+C/nm

3.在一个请求分页系统中，假定系统分配给一个作业的物理块数为3，并且此作业的页面走

向为2、3、2、1、5、2、4、5、3、2、5、2，试用FIFO和LRU两种算法分别计算出程序

访问过程中所发生的缺页次数。（中科院软件所1999年存储管理题）

解：在本题中，分配给作业的物理块数为3。

（1）根据所给页面走向，使用FIFO算法时，页面置换情况如下：缺页次数为：9。

走向 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2

块1 2 2 2 5 5 5 3 3 3 块2 3 3 3 2 2 2 5 5

（2）根据所给页面走向，使用LRU算法时，页面置制情况下：缺页次数为：7。

走向 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2

块1 2 2 2 2 5 5 5

块2 3 3 5 2 3 3

块3 1 1 4 4 2

缺页缺缺缺缺缺缺缺

4.请求分页系统中一个进程访问页面的次序为：0、2、1、3、0、2、4、0、2、1、3、4。利用FIFO算法，当进程使用3个页框时缺页多少次? 使用4个页框时缺页多少次?( 缺页次数含初始调入次数)。(中科院

2001存储管理题)

解：分别为9次和10次。

5.一个32位虚地址被分成a、b、c、d四个域，a、b、c用于三级页表系统，d是页内偏移，页面数为多少? (中科院2001存储管理题)

解：2a+b+c。

6.某虚拟存储器中的用户空间共有32个页面，每页1KB，主存16KB。假定某时刻系统为用户的笫0、1、2、3页分别分配物理块为5、10、4、7，虚拟地址0A6F对应的物理地址为多少? (中科院2001存储管理题)

解：由于用户空间共有32个页面，每页1KB，改虚地址共有15位长。0A6F对应的二进数15位为：000 1010 0110 1111。可见是第2个虚页，其对应的物理块号为4。故物理地址为：010 010 0110 1111，即226F。

7.某计算机系统一条指令执行需10ns，一次缺页需额外的20ms，如果每1 000 000条指令发生一次缺页，则指令平均执行时间为多少ns? (中科院2001存储管理题)

解：一条指令需要10ns，1 000 000条指令执行时间为：10 000 000ns，故1 000 000条指令执行时间为10 000 000+20 000 000=30 000 000ns。30 000 000/1 000 000=30ns。

8.在某页式虚存储系统中，假定访问内存的时间是10ms，平均缺页中断处理时间为25ms，平均缺页中断率为5%。试计算在该虚存储系统中，平均有效访问时间是多少? (华南理工大学2000存储管理题)

解：

若访问页面在内存中，—次访问时间是10ms+10ms=20ms。

若访问页面不在内存中，—次访问时间是10ms(访问内存页长，缺页)+25ms(中断处理，调页)+ 10ms(访问内存页表，页已调入)+10ms(访问内存)=55ms。

平均有效访问时间是=20ms×95%+55ms×5%=21.75ms。

9.现有一请求分页的虚拟存储器，内存最多容纳4个页面，对于下面的引用串：1，2，3，4，5，3，4，1，6，7，8，7，8，9，7，8，9，5，4，5，4，2，分别采用FIFO、LRU、OPT 页面置换算法，各将产生多少次缺页中断? (东南大学2001存储管理题)

解：FIFO为13次，LRU为13次，OPT为11次。

10.一进程己分配到4个页框，如表所示。当进程访问第4页时，产生缺页中断。请分别用FIFO、LRU和NRU算法，决定缺页中断服务程序选择换出的页面。(浙江大学2000存储管理题)

虚页号页框装入时间最近访问时间访问位修改位

2 0 60 161 0 1

1 1 130 160 0 0

解：

FIFO 换出进入内存时间最久的页面，130最久，故第1页换出。

LRU 最近最长时间未用的页，第1、2页最近未被访问，但第1页最近被访问时间较少(160)，故第1页换出。

NRU 最近未用过的页换出，表中第1页的访问位为0，故第1页换出。

11.假定某页式虚拟存储器，内存平均访问时间为1微秒、辅存平均访问时间为10亳秒，试问如果希望虚存的平均访问时间仅比内存增加10%，则需要页面失效率是多少? (浙江大学