第五章+练习题及答案

第五章 练习题及答案
1. 2. 分页和分段的主要区别？ FIFO算法 图中 P 行表示引用串，M 行表示在主存的页面号，其中“ A ”表示在下一时刻将被淘汰 的页面，其中“√”表示发生缺页中断， “X”表示不发生缺页中断。 时 刻 P M F √ 3 3 5 3 5 √ 1 3 5 1 √ 2 2 5 1 √ 3 2 3 1 √ 1 2 3 1 X 5 2 3 5 √ 1 1 3 5 √ 2 1 2 5 √ 3 1 2 3 √ 4 4 2 3 √ 1 4 1 3 √ 3 4 1 3 X 1 4 1 3 X 5 4 1 5 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
缺页中断次数 F=12；缺页中断率 f=12/15=80% 3. LRU算法 图中 P 行表示引用串，M 行表示在主存的页面号，其中“ A ”表示在下一时刻将被淘汰 的页面，其中“√”表示发生缺页中断， “X”表示不发生缺页中断。 时刻 P M F 4. 1 3 3 2 5 3 5 3 1 3 5 1 4 2 2 5 1 5 3 2 3 1 6 1 1 3 2 7 5 1 3 5 8 1 1 3 5 9 2 1 2 5 √ 10 3 1 2 3 √ 11 4 4 2 3 √ 12 1 4 1 3 √ 13 3 4 1 3 X 14 1 4 1 3 X 15 5 4 1 5 √
发生页面淘汰时所淘汰页面的顺序为 1、2、6、4、7、3、2、1、4、7， 缺页中断次数为 14 次； 最后驻留在内存 4 个页帧里的页（按照淘汰顺序排列）的顺序是 6、5、2、1。
X X X 缺页中断次数 F=8；缺页中断率 f=8/15=53%
考虑一个460字的程序的下述内存访问序列：99，133，100 ，101，122，309 ，197，246， 247，333，421，222，408，366。⑴假定页面大小为100字, 试给出页访问串；⑵假定内 存中有200字可供程序使用，采用FIFO、LRU、 OPT 算法缺页中断率各为多少？ 虚拟存储器最基本的特征是__⑴__的， 该特征是基于__⑵__， 实现虚拟存储器最关键的 技术是__⑶__。 ⑴：A. 一次性 B. 多次性 C. 交换性 D. 驻留性 E. 离散性
参考答案：
1. 答：分段和分页系统十分相似，因而容易混淆。实际上两者在概念上完全不同，主要表 现在： ①页是信息的物理单位，分页仅仅是由于系统管理的需要；而段是信息的逻辑单位，它 含有一组具有相对完整意义的信息，是出于用户的需要。 ②页的大小固定且由系统确定，把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，由机器硬 件实现；而段的长度却不固定，由用户在编程时确定，或由编译程序在对源程序进行 编译时根据信息的性质来划分。 ③分页的作业地址空间是一维的，即单一线性地址空间；而分段的作业地址空间则是 二维的。 2. 3. 4. 5. 解. 0-99 ：0页 ； 100-199：1页； 200-299：2页； 300-399：3页； 1)页访问串0、1、1、1、1、3、1、2、2、3、4、2、4、3 2)FIFO：6/14；LRU：8/14；OPT ：6/14 6. 7. 8. ⑴B、 C、D ⑵D ⑶C 答：页式管理；动态地址重定位 答：使每道程序各得其所，在不受干挠的环境下运行；向用户提供更大的存储空间；为 用户对信息的访问、保护、共享等提供方便；并能使存储器利用率高。
23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
页号 虚是抖动？你有什么办法减少系统的抖动现象？ 18. 设系统分配给某作业4个页帧使用，执行时的页面走向为： 1，2，3，6，4，7，3，2，1，4，7，5，6，5，2，1 ①采用FIFO页面淘汰算法：发生页面淘汰时各自所淘汰页面的顺序和缺页中断次数，以 及最后驻留在内存4个页帧里的页的顺序（按照淘汰顺序排列） 。 ②采用LRU页面淘汰算法： 发生页面淘汰时各自所淘汰页面的顺序和缺页中断次数， 以及 最后驻留在内存4个页帧里的页的顺序（按照淘汰顺序排列） 。
√ √ √ √ √ √ X X 缺页中断次数 F=11；缺页中断率 f=11/15=75% OPT 算法
图中 P 行表示引用串，M 行表示在主存的页面号，其中“ A ”表示在下一时刻将被淘汰 的页面，其中“√”表示发生缺页中断， “X”表示不发生缺页中断。 时刻 P M F 5. √ 1 3 3 2 5 3 5 √ 3 1 3 5 1 √ 4 2 3 2 1 √ 5 3 3 2 1 6 1 3 2 1 7 5 5 2 1 √ 8 1 5 2 1 9 2 5 2 1 X 10 3 5 3 1 √ 11 4 4 3 1 √ 12 1 4 3 1 X 13 3 4 3 1 X 14 1 4 3 1 X 15 5 4 3 5 √
发生页面淘汰时所淘汰页面的顺序为 1、2、3、6、4、7， 缺页中断次数为 10 次； 最后驻留在内存 4 个页帧里的页（按照淘汰顺序排列）的顺序是 2、1、5、6。 答：LRU： 1 1 2 2 1 3 3 2 1 * * * 6 6 3 2 1 * 4 4 6 3 2 * 7 7 4 6 3 * 3 3 7 4 6 2 2 3 7 4 * 1 1 2 3 7 * 4 4 1 2 3 * 7 7 4 1 2 * 5 5 7 4 1 * 6 6 5 7 4 * 5 5 6 7 4 2 2 5 6 7 * 1 1 2 5 6 *
单一连续分区 10. 内存保护是否可以完全用软件来实现?为什么? 11. 静态地址重定位是在作业的__⑴__中进行的， 动态地址重定位是在作业的__⑵__中进行 的。 ⑴-⑵：A. 编译过程 B. 装入过程 C. 修改过程 D. 执行过程 12. 在一个请求分页系统中，采用LRU页面置换算法时，假定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和4时，请计算访 问过程中所发生的缺页中断次数和缺页中断率，并比较所得的结果。 13. 常用的内存信息保护方法有哪几种?它们各自的特点是什么? 14. 在最先适应算法中， 要求空闲区按__⑴__次序链接成空闲分区链； 在最佳适应算法中是 按__⑵__顺序形成空闲分区链；最坏适应算法是按__⑶__顺序形成空闲分区链。 ⑴-⑶：A. 空闲区地址递增 B. 空闲区地址递减 C. 空闲区大小递增 D. 空闲区大小递 减 15. 假定占有m块（初始为空）的进程有一个页访问串，这个页访问串的长度为p，其中涉 及到n个不同的页面，对于任何页面置换算法，其缺页中断的上、下界各为多少? 16. 若在一分页存储管理系统中， 某作业的分页地址中的地址结构如下左图所示， 页表如下 右表所示，试问这种虚拟地址空间总共多少页？每页的尺寸是多少？给出将逻辑地址 9800转化为相应的物理地址的演算过程。
400-499：4页
9. ⑴E ⑵D ⑶B ⑷C ⑸A 10. 答：内存保护的主要任务，是确保每道程序都只能在自己的内存区内运行，这就要求系 统能对每条指令所访问的地址进行越界检查， 越界检查通常由硬件实现， 但发现有越界 后的处理需与软件配合完成，因此说内存保护的功能是由软硬件协同完成的。 11. ⑴B ⑵D 12. 解：物理块为3时，缺页中断次数为10，缺页中断率为10/12＝83.33% 物理块为4时，缺页中断次数为8，缺页中断率为8/12=66.67% 在使用置换算法时， 在未给进程或作业分配足它所要求的页面数时， 一般随着分配的页 面数增多，缺页中断次数和缺页中断率都有所下降。 13. 答：内存信息保护方法有硬件法、软件法和软硬件保护法。常用的有上下界保护法，要 求为每个进程设置一个上下界寄存器； 保护键法， 为每一个被保护的存储块分配一个单 独的保护键；界限寄存器与CPU 的用户态与核心态工作方式相结合的保护方式，在这 种保护模式下， 用户态进程只能访问哪些在界限寄存器所规定范围内的内存部分， 而核 心态进程则可以访问整个内存地址。 14. ⑴A ⑵C ⑶D 15. 答：缺页中断的上、下界分别为p、n。 16. 答：由于虚拟地址中是用12个二进制位表示页面尺寸（即页内位移），所以虚拟地址空 间中表示页号的也是12个二进制位。这样，这种虚拟地址空间总共有： 212 = 4096（页） 每页的尺寸是： 212 = 4096 = 4K（字节） 对某特定机器，其地址结构是一定的。若给定一个逻辑地址空间中的地址为 A， 页面的大小为 L，则页号 P 和页内地址 d 可按下式求得：
A P INT L d [ A]MODL
所以有以下 P=INT[9800/1024/4]=2 D=9800 MOD 4096=1608 根据页表信息故物理地址为：1*4096+1608=5704 17. 答：局部性原理是指在几乎所有程序执行过程中，在一段时间内，CPU总是集中的访问 程序中某一个部分而不是对程序的所有部分具有平均的访问概率。 抖动是指当给进程分配的内存小于所要求的工作区时，由于内存外存之间交换频繁， 访问外存的时间和输入输出处理时间大大增加，反而造成 CPU 因等待数据而空转，使 得整个系统性能大大下降。 在物理系统中，为了防止抖动的产生，在进行淘汰或置换时，一般总是把缺页进程锁 住，不让其换出，从而防止抖动的发生。防止抖动发生的另外一个办法时设置较大的内 存工作区。 18．答：FIFO： 1 1 2 2 1 3 3 2 1 * * * 6 6 3 2 1 * * 4 4 6 3 2 7 7 4 6 3 * 3 7 4 6 3 * 2 2 7 4 6 1 1 2 7 4 * 4 1 2 7 4 7 1 2 7 4 * 5 5 1 2 7 6 6 5 1 2 * 5 6 5 1 2 2 6 5 1 2 1 6 5 1 2
6.
⑵：A. 高速性 7. 8. 9.
B. 大容量内存
C. 大容量硬盘 D. 局部性原理
⑶：A. 内存分配 B. 置换算法 C. 请求调页（段） D. 对换管理 解决碎片的主要技术有____和____。 存储器管理的基本任务是为多道程序的并发执行提供良好的存储器环境。问“良好的存 储器环境”应包含哪几个方面? 从供选择的答案中选出同下列叙述关系最密切的答案。 ⑴：支持多道程序设计，算法简单，但存储器碎片多。 ⑵：能消除碎片，但用于存储器紧缩处理的时间长。 ⑶：克服了碎片多和紧缩时间长的缺点，支持多道程序设计，但不支持虚拟存储。 ⑷：支持虚拟存储，但不能以自然的方式提供存储器的共享和存取保护机制。 ⑸：允许动态连接和装入，能消除碎片，支持虚拟存储。 ⑴-⑸： A. 段页式 B. 非请求分页式 C. 请求分页式 D. 可重定位分区 E. 固定分区 F.