第五章虚拟存储器附答案

第五章虚拟存储器

一、单项选择题

1. 虚拟存储器的最大容量＿＿＿。

*A. 为内外存容量之和 B. 由计算机的地址结构决定（（（实际容量

C. 是任意的

D. 由作业的地址空间决定

虚拟存储器是利用程序的局部性原理，一个作业在运行之前，没有必要全部装入内存，而只将当前要运行那部分页面或段装入便可以运行，其他部分放在外部存储器内，需要时再从外存调入内存中运行，首先它的容量必然受到外存容量的限制，其次寻址空间要受到计算机地址总线宽度限制。最大容量（逻辑容量）收内外存容量之和决定，实际容量受地址结构决定。2．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。（开始为空，内存中无页面，3块物理块一开始会发生三次缺页。）

A. 7

B. 8

C. 9

D. 10

3. 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

4. 作业在执行中发生了缺页中断,经操作系统处理后,应让其执行＿＿＿指令.（书本158页，（2）最后一句话）

A.被中断的前一条

B.被中断的

C.被中断的后一条

D.启动时的第一条

5．在请求分页存储管理中，若采用FIFO页面淘汰算法，则当分配的页面数增加时，缺页中断的次数________。(在最后一题做完后再作答)答案错误选择：D

A．减少 B. 增加 C. 无影响 D. 可能增加也可能减少

6. 虚拟存储管理系统的基础是程序的________理论.

A. 局部性

B. 全局性

C. 动态性

D.虚拟性

7. 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. 最近不经常使用

D. 最佳

二. 填空题

1. 假设某程序的页面访问序列为1.

2.

3.

4.

5. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4且开始执行时主存中没有页面，则在分配给该程序的物理块数是3 且采用FIFO方式时缺页次数是____13____; 在分配给程序的物理块数是4且采用FIFO方式时，缺页次数是___14______; 在分配给程序的物理块数是3且采用LRU方式时，缺页次数是______14____。在分配给程序的物理块数是4且采用LRU方式时，缺页次数是_____12____。

FIFO算法。

ＬＲＵ算法：

2．在虚存管理中，虚拟地址空间是指逻辑地址空间，实地址空间是指_ __物理地址空间______；前者的大小只受___机器的地址长度_______限制，而后者的大小受__物理内存大小______。

2．在虚存管理中，虚拟地址空间是指逻辑地址空间，实地址空间是指_ ____；前者的大小只受___机器的地址长度_ ______限制，而后者的大小受__ 物理内存大小______。老师给的第一个空，她自己已经写上去了。

3．若选用的__置换______算法不合适，可能会出现抖动现象。

4．在页式存储管理系统中，常用的页面淘汰算法有：__最佳置换算法_______，选择淘汰不再使用或最远的将来才使用的页；___先进先出页面置换算法______，选择淘汰在主存驻留

时间最长的页；___LRU置换算法___选择淘汰离当前时刻最近的一段时间内使用代最少的页。

5．在虚拟段式存储管理系统中，若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长，则发生_地址越界中断____.

三、简答题：

P177: 1、常规存储器管理方式具有那两大特性？它对系统性能有什么影响？

书本153页，一次性与驻留性

(1)一次性：

3、虚拟存储器有哪些特征？其中最本质的特征是什么？

答：虚拟存储器有多次性、对换性、虚拟性三大特征。最本质的特征是虚拟性。可稍微写详细些（书本155页）

7、试比较缺页中断机构与一般的中断，它们之间有何明显的区别？

书本158页：

缺页中断作为中断，同样需要经历保护CPU现场、分析中断原因、转缺页中断处理程序进行处理、恢复CPU现场等步骤。但缺页中断又是一种特殊的中断，它与一般中断的主要区别是：

（1）在指令执行期间产生和处理中断信号。通常，CPU都是在一条指令执行完后去检查是否有中断请求到达。若有便去响应中断；否则继续执行下一条指令。而缺页中断是在指令执行期间，发现所要访问的指令或数据不在内存时产生和处理的。

(2)一条指令在执行期间可能产生多次缺页中断。例如，对于一条读取数据的多字节指令，指令本身跨越两个页面，假定指令后一部分所在页面和数据所在页面均不在内存，则该指令的执行至少产生两次缺页中断。

14、实现LRU算法所需的硬件支持是什么?

答：需要寄存器和栈等硬件支持。寄存器用于记录某进程在内存中各页的使用情况，栈用于保存当前使用的各个页面的页面号。

15、试说明改进型Clock 置换算法的基本原理.（书本167，自己看着增加些）

答：因为修改过的页面在换出时付出的开销比未被修改过的页面大，在改进型Clock 算法中，既考虑页面的使用情况，还要增加置换代价的因素；在选择页面作为淘汰页面时，把同时满足未使用过和未被修改作为首选淘汰页面。（书上的那四类看自己意愿写或不写）

1、什么是抖动？（P163）书本170页

即对刚被替换出去的页，立即又要被访问。需要将它调入，因无空闲内存又要替换另一页，而后者又是即将被访问的页，于是造成了系统需花费大量的时间忙于进行这种频繁的页面交换，致使系统的实际效率很低，严重导致系统瘫痪，这种现象称为抖动现象。

2、请求分段存储管理方式下，在地址变换过程中，可能出现哪些中断？分别在什么情况下

发生？

（1）.分段越界中断：逻辑地址中的段号大于段长，段号太大，访问越界；

（2）、分段保护中断：不符合存取方式，对段的访问方式不符合规定的读写权限；

（3）、缺段中断：要访问的段不在主存中；

3、在分段系统中，为确保段信息安全，采取的保护措施有哪些？

（1）越界检查：

（2）、存取控制检查：

（3）、环保护机构：

详见书本176页

四、综合题：

1、一个进程已经分配到4个物理块，每一页的装入时间、最后访问时间、访问位A、修改位M如下表所示（所有数字为十进制）：

（1）若页面大小为1024B，则逻辑地址3125对应的物理地址是什么？

页号：3125 /1024=3;对应块号为：2

页内偏移：3125 mod 1024 =53;

物理地址：2*1024+53=2101

（2）当进程访问4号页面时，产生缺页中断。请分别用FIFO、LRU和改进型Clock置换算法选择淘汰页面；要求给出其页号，并说明作出该决定的原因。

FIFO：页面装入顺序：3 0 2 1（按装入时间排序），优先淘汰装入时间最早的，淘汰3号页；LRU：访问顺序：0 3 2 1（按照最后访问时间排序），优先淘汰最近没访问的，淘汰0号页；Clock：A为访问位：A为0表示未访问，为1 表示已访问；M为修改位M=0表示未修改，M=1表示已修改,；依次将页面分为4类：0（A=1，M=0）,1（A=0,M=0）,2（A=0,M=1）, 3(A=1,M=1);优先淘汰既未访问过，又未修改过的页面；淘汰1号页

2、在一个请求分页存储管理系统中，一个作业的页面走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，当分配给该作业的物理块数分别为3，4时，试计算采用下述页面淘汰算法时的缺页率（假设开始执行时主存中没有页面），并比较所得结果。

（1）最佳置换淘汰算法

缺页率随着块数的增加而减小

3块物理块：：缺页率：7/12=58.3%

6/12=50%

4块物理块：缺页率：

3块物理块：：缺页率：9/12=75%

4块物理块：缺页率：10/12=83.3%

（3）最近最久未使用淘汰算法

3块物理块：：缺页率：10/12=83.3%

4块物理块：缺页率：8/12=66.7%

例子：以作参照

考虑下述页面走向： 1， 2， 3， 4， 2， 1， 5， 6， 2， 1， 2， 3， 7， 6， 3， 2， 1， 2， 3， 6 当内存块数量分别为3时，试问FIFO、LRU、OPT这三种置换算法的缺页次数各是多少?

解：所有内存块最初都是空的，所以第一次用到的页面都产生一次缺页。采用FIFO页面淘汰算法的缺页情况如表所示。发生缺页的次数为16。

采用LRU页面淘汰算法的缺页情况如表3．11所示。发生缺页的次数为15。

采用OPT页面淘汰算法的缺页情况如表3．12所示。发生缺页的次数为11。

4．已知页面走向为1、2、1、3、1、2、4、2、l、3、4，且开始执行时内存中没有页面。若只给该作业分配2个物理块，当采用FIFO页面淘汰算法时缺页率为多少?假定现有一种淘汰算法，该算法淘汰页面的策略为当需要淘汰页面时，就把刚使用过的页面作为淘汰对象，试问就相同的页面走向，其缺页率又为多少?

解：根据题目中所给页面走向，采用FIFO淘汰算法的页面置换情况如表所示。从表中可以看出，页面引用次数为11次，缺页次数为9次，所以缺页率为：9／11=81.8％。