操作系统概论存储管理同步练习及答案

操作系统概论存储管理同步练习及答案

一、单项选择题

1．要保证一个程序在主存中被改变了存放位置后仍能正确执行，则对主存空间应采用（）技术。

A．动态重定位B．静态重定位

C．动态分配D．静态分配

2．固定分区存储管理把主存储器划分成若干个连续区，每个连续区称一个分区。经划分后分区的个数是固定的，各个分区的大小（）。

A．是一致的

B．都不相同

C．可以相同，也可以不相同，但根据作业长度固定

D．在划分时确定且长度保持不变

3．采用固定分区方式管理主存储器的最大缺点是（）。

A．不利于存储保护B．主存空间利用率不高

C．要有硬件的地址转换机构D．分配算法复杂

4．采用可变分区方式管理主存储器时，若采用最优适应分配算法，宜将空闲区按（）次序登记在空闲区表中。

A．地址递增B．地址递减C．长度递增D．长度递减

5．在可变分区存储管理中，某作业完成后要收回其主存空间，该空间可能要与相邻空闲区合并。在修改未分配区表时，使空闲区个数不变且空闲区始址不变的情况是（）空闲区。A．无上邻也无下邻B．无上邻但有下邻

C．有上邻也有下邻D．有上邻但无下邻

6．在可变分区存储管理中，采用移动技术可以（）。

A．汇集主存中的空闲区B．增加主存容量

C．缩短访问周期D．加速地址转换

7．页式存储管理中的页表是由（）建立的。

A．操作员B．系统程序员C．用户D．操作系统

8．采用页式存储管理时，重定位的工作是由（）完成的。

A．操作系统B．用户C．地址转换机构D．主存空间分配程序

9．采用段式存储管理时，一个程序如何分段是在（）决定的。

A．分配主存时B．用户编程时C．装人作业时D．程序执行时

10．采用段式存储管理时，一个程序可以被分成若干段，每一段的最大长度是由（）限定的。

A．主存空闲区的长度B．硬件的地址结构C．用户编程时D．分配主存空间时

11．实现虚拟存储器的目的是（）。

A．扩充主存容量B．扩充辅存容量C．实现存储保护D．加快存取速度

12．LRU页面调度算法是选择（）的页面先调出。

A．最近才使用B．最久未被使用C．驻留时间最长D．驻留时间最短

13．若进程执行到某条指令时发生了缺页中断，经操作系统处理后，当该进程再次占用处理器时，应从（）指令继续执行。

A．被中断的前一条B．被中断的后一条C．被中断的D．开始时的第一条

14．下面的存储管理方案中，（）方式可以采用静态重定位。

A．固定分区B．可变分区C．页式D．段式

二、多项选择题

1．采用（）管理方式时应使作业使用的逻辑地址空间和占用的绝对地址空间都是连续的。A．固定分区

B．可变分区

C．页式

D．段式

E．段页式

2．可实现虚拟存储器的存储管理方式有（）。

A．固定分区

B．可变分区

C．页式

D．段式

E．段页式

3．页式存储管理与段式存储管理的共同点是（）。

A．逻辑地址都是连续的

B．都采用动态重定位

C．作业信息均可分散存放在不连续的主存区域中

D．如何分页和分段都由用户确定

E．均要由地址转换机构作支撑

4．实现虚拟存储器后，可以（）。

A．提高主存空间利用率

B．减少系统开销

C．允许逻辑地址空间大于主存实际容量

D. 缩短作业的执行时间

E．有利于多道程序设计

三、填空题

1．把_______地址转换成_______地址的工作称为重定位。

2．重定位的方式可以有_______和_______两种。

3．用户程序中使用的地址被称为_______地址，但处理器必须按_______访问主存储器才能保证程序的正确执行。

4．采用动态重定位时一定要有硬件的_______机构作支持。

5．采用_______重定位时不允许作业在执行过程中改变存放区域。

6．在可变分区存储管理中采用_______技术可集中分散的空闲区。

7．可变分区存储管理中常用的分配主存的算法有_______、_______和_______。

8．采用页式存储管理时，程序中的逻辑地址可分成_______和_______两部分。

9．页式存储管理中的页表是由_______建立的。

10．采用页式存储管理的系统中，若逻辑地址中的页号用8位表示，页内地址用16位表示，则用户程序的最大长度可为_______字节，主存分块大小为_______字节。

11．若段式存储管理中供用户使用的逻辑地址为24位，其中段内地址占用16位，则用户程序最多可分为_______段。当把程序装人主存时，每段占用主存的最大连续区为_______字节。

12．段页式存储管理兼顾了段式在逻辑上_______和页式在管理上_______的优点。

13．若允许用户使用的逻辑地址空间大于主存储器的绝对地址空间，则应采用_______存储管理技术。

14．当采用分页式虚拟存储管理时，如果在作业执行过程中需访问的页面不在主存储器中，则硬件将发出一个_______中断。

15．常用的页面调度算法有_______调度算法、_______调度算法和_______调度算法。

四、问答题

1．对采用动态重定位方式装人主存的作业，在任何时刻都可改变它在主存中的存放位置吗为什么

2．简述固定分区存储管理和可变分区存储管理的区别。

3．固定分区存储管理的主要缺点是什么可采用哪些方法来改进

4．用可变分区方式管理主存时，假定主存中按地址顺序依次有五个空闲区，空闲区的大小依次为32K，10K，SK，228K，100K。现有五个作业J1，J2，J3, J4和J5，它们各需主存量为1K，10K，108K，28K和115K。若采用最先适应分配算法，能把这五个作业按J1～J5的次序全部装人主存吗按怎样的次序装人这五个作业可使主存空间利用率最高

5．与可变分区存储管理相比，采用页式存储管理时处理器在单位时间里执行指令的数量是增加还是减少为什么

6．假定某采用页式存储管理的系统中，主存容量为1M，被分成256块，块号为0，1，2，……255。现有一个共4页（页号为0，1，2，3）的作业被依次装人到主存的第2，4，1，5块中。请回答：

（1）主存地址应该用多少位来表示？

（2）作业每一页的长度为多少字节逻辑地址中的页内地址部分应占用多少位？

（3）把作业中每一页占用的主存块起始地址填人下表。

（4）若作业执行中要从第0页的第75单元和第3页的第548单元读信息，那么，实际应从主存的哪两个单元读信息请把应访问的主存绝对地址用二进制编码的十六进制数表示。7．有一个程序要把100 X100的数组置初值“0”，现假定有两个主存块可用来存放数组中的元素，每个主存块可以存放200个数组元素，数组中的元素按行编址。两个主存块的初始状态都为空，若程序编制如下：

（1）Var A：array［1..100] of array［1..100］of integer；

for j：＝1 to 100 do

for i：＝1 to 100 do

A［i，j」:=0

（2）Var A：array［1..100］of array [1..100］of integer；

for i:＝1 to 100 do

for j：＝1 to 100 do

A［i，j」:=0

当采用LRU页面调度算法时，对上述两种程序编制方法各会产生多少次缺页中断

8．在一个采用分页式虚拟存储管理的系统中，有一用户作业，它依次要访问的字地址序列是：115，228，120，88，446，102，321，432，260，167。若分配给作业可使用的主存空间共300个字，作业的页面大小为100个字，且第0页已经装人主存，请回答下列问题：（1）按FIFO页面调度算法将产生多少次缺页中断写出依次淘汰的页号。

（2）按LRU页面调度算法将产生多少次缺页中断写出依次淘汰的页号。

9. 某采用段式存储管理的系统为装入主存的一个作业建立了如下的段表：

请计算该作业访问［0，432］，「1，010］，「2，500］，「3，400」时（方括号中第一个元素为段号，第二个元素为段内地址）的绝对地址。处理器能按计算出来的绝对地址存取信息吗

一、单项选择题

1．A 2．D 3．B 4．C 5．D 6．A 7．D

8．C 9．B 10．B 11．A 12．B 13．C 14．A

二、多项选择题

1．A，B

2．C，D,E

3．B，C，E

4．A，C,E

三、填空题

1．逻辑地址，绝对地址

2．静态重定位，动态重定位

3．逻辑地址，绝对地址

4．地址转换

5．静态

6．移动

7．最先适应，最优适应，最坏适应

8．页号，页内地址

9．操作系统

10．2的24次方，2的16次方

11．2的8次方，2的16次方

12．清晰，方便

13．虚拟

14．缺页

15. 先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）、最近最不常用（LFU）

四、问答题

1．[分析]采用动态重定位时，由于装人主存的作业仍保持原来的逻辑地址，所以，必要时可改变它在主存中的存放位置。但是，不是任意、一个作业都能随意移动的。如果某个作业在执行过程中正在等待外围设备传输信息，那么就不能改变该作业在主存中的存放位置。这是因为外围设备被启动后，是按已确定了的主存绝对地址进行信息传输的，并在信息传输期间不受中央处理器的控制且与其并行工作。此时，如果中央处理器改变了作业在主存中的存放位置，那么外围设备并不感知而仍将按原来确定的主存绝对地址继续传输信息。于是，该作业就得不到从外围设备传送来的信息或不能把正确的信息传送给外围设备。所以，仅当作业处于两种情况时才能被改变存放位置，即：（1）该作业不在与外围设备交换信息的状态下；（2）若作业正在与外围设备交换信息，则必须等待信息交换结束后才可改变其存放位置。

[题解]对采用动态重定位方式装入主存的作业，不是在任何时刻都可改变它在主存中的存放位置的，仅当作业不在与外围设备交换信息的状态下才能改变它在主存中的存放位置。这是因为外围设备被启动后，是按作业原来确定的位置（绝对地址）进行信息传输的。如果在信息传输期间

改变作业的存放位置，则该作业就得不到来自外围设备的信息或外围设备不能把该作业的正确信息保存起来。

2．[题解]固定分区存储管理是把主存储器预先划分成若干个连续区，每个连续区称为一个分区。一旦划分好后，在系统运行过程中分区的大小和个数固定不变。一般采用静态重定位的方式装入作业，作业在执行过程中不能改变存放位置。

可变分区存储管理是在装入作业时按作业的实际需求量划分分区，随着作业的不断装入、执行和撤离，分区的个数和长度也会不断地发生变化。为提高主存空间的利用率，采用动态重定位方式装入作业，作业执行过程中只要满足移动条件就可改变在主存中的存放位置，但要有硬件的地址转换机构作支持。

3．[题解]固定分区存储管理的主要缺点是主存空间利用率不高。为了提高主存空间的利用率，可以采取如下措施：

(1)根据经常出现的作业的大小和数量来划分分区，尽可能使各个分区充分被利用。

（2）各分区按长度顺序排列，只要顺序查找就可方便地找出能满足作业要求的最小分区分配给作业，既可减少分区内空间的浪费，又可尽量保留较大的分区，有利于装入大作业。（3）按作业对主存空间的需求排成多个作业队列，各作业队列中的作业只能进入规定的分区，以防止小作业进入大分区，从而减少分区内空间的浪费。

4．[分析]最先适应分配算法总是顺序查找空闲区表，找到第一个能满足作业长度要求的空闲区，分割这个空闲区，一部分分配给作业，另一部分仍作为空闲区。由于实现这种算法时总是把空闲区按地址顺序登记在空闲区表中，所以本题中的作业J1和J2都会被装入到长度为32K的空闲

区，占用了其中11K（1K＋10K）的空间，还剩余21K的空间仍为空闲区。紧随着的作业J3需要108K的主存空间，故只能将它装入到长度为228K的第四个空闲区中，装入后还剩余120K仍为空闲区，把其中的28K再分配给作业J4后剩余的空闲空间为92K。现在系统中仍有五个空闲区，长度依次分别为21K，10K，5K，92K和100K，显然都不能满足作业J5的115K 的需求量。因而，若采用最先适应分配算法不能把这五个作业按J1～J5的次序全部装入主存储器。

如果仍采用最先适应分配算法则可把对主存需求量大的作业先装入到较大的空闲区中，以避免小的作业去分割大的空闲区，保证大作业有足够的空闲区可使用。若把J5先装入到228K 的区域中占用其中的115K后保留一个113K的空闲区，应把这个空间留给作业J3，否则J3

将无法装入。为了使其它作业不去分割这个空闲区，可以再把J4装入到第一个空闲区，装入后还剩余4K空间，把其中的1K用来装J1。然后J2正好占用第二个空闲区10K，最后把J3装入到113K的区域中后剩余5K空间。最初的第三个空闲区（5K）和第五个空闲区（100K）仍维持空闲状态。所以，采用最先适应分配算法时若按J5，J4，J1，J2,J3的次序装入，则可充分利用主存空间，把五个作业同时装入主存储器。

当然，上述的装入次序不是惟一的。例如，按次序J5，J3，J1，J4，J2装入；或按J3，J1,J4,J2，J5的次序装入等等均是可以的。

[题解]若采用最先适应分配算法不能把五个作业按J1～J5的次序全部装入主存储器。若按J5，J4，J1，J2,J3的次序装入，则可充分利用主存的空闲空间，把五个作业同时装入主存储器中。5．「分析]页式存储管理可以把逻辑上连续的作业信息分散存放到若于个不连续的主存区域中，作业信息被分散存放后操作系统要为该作业建立一张页表，以指出逻辑页号与主存块号的对应关系。于是，作业执行时处理器每取出一条指令后，必须根据逻辑地址先查页表，根据该页所在的主存块号才能换算出确切的绝对地址。而可变分区存储管理在进行地址转换时，比页式存储管理少了一个查页表的过程。由于页表是存放在主存储器中的，故页式存储管理为了查页表就要比可变分区存储管理多花一次访问主存储器的时间。显然，采用页式存储管理执行一条指令的时间要比采用可变分区存储管理执行一条指令的时间长。因而，单位时间里执行的指令数会减少。

[题解]与可变分区存储管理相比，采用页式存储管理时处理器在单位时间里执行指令的数量会减少。这是因为，页式存储管理在进行地址转换时要多花一次访问主存储器查页表的时间，因而延长了指令的执行时间，使得单位时间里执行指令的数量减少。

6．[分析]由于主存容量为1M，而1M等于2的20次方，因而主存地址应用20位来表示。1M的主存空间被分成256块，因而每一块的长度为2的20次方／2的8次方＝2的12次方＝4096（字节）。在页式存储管理的系统中，作业信息分页的大小应该与主存分块的大小一致，故作业每一页的长度应为4096个字节。于是，逻辑地址中的页内地址部分应占12位。

因为主存块的大小为4096个字节（4K字节），块的编号从0开始，主存的绝对地址也是从0开始的，故每个主存块的起始地址为：

块长*块号=4K*块号

现作业被分成四页（页号为0，1，2，3）且分别装入到第2，4，1，5块中。那么，这四页信息所在主存块起始地址应依次为：8K，16K，4K，20K。

作业执行时应把逻辑地址转换成绝对地址，地址转换的一般公式为：

绝对地址=块号*块长+页内地址

利用二进制乘法的特性，只要把根据页号从页表中查得的块号作为高地址部分，把逻辑地址中的页内地址作为低地址部分，就能得到对应的绝对地址。根据本题的假设，主存地址共20位，页内地址占用了12位，因而，高地址部分占8位，低地址部分占12位。若作业执行中要从第0页第75单元读信息，则实际应从主存第2块的第兀单元去读信息。于是，高地址部分为块号2，用8位二进制码表示为：00000010；低地址部分为单元号（页内地址）75，用12位二进制码表示为000001001011；形成的20位绝对地址为：0000001。同样地，当要从第3页的第548单元读信息时，实际应从主存第5块的第548单元去读信息。于是，高地址部分应为块号5，低地址部分应为单元号548，用二进制码表示的20位绝对地址就应该为：0000000。题中要求把绝对地址用二进制编码的十六进制数来表示，即把每四位二进制码作为一个十六进制的数，其对应关系为：

二进制编码十六进制编码

0000 0

0001 1

0010 2

0011 3

0100 4

0101 5

0110 6

0111 7

1000 8

1001 9

1010 A

1011 B

1100 C

1101 D

1110 E

1111 F

因而，第0页第75单元的绝对地址可表示为：0204B

第3页第548单元的绝对地址可表示为：05224

［题解］（1）主存地址应该用20位来表示。

（2）作业每一页的长度应为2的12次方=4096个字节，逻辑地址中的页内地址部分应占用12位。

（3）作业中每一页占用主存块的起始地址为：

页号起始地址

0 8K

1 16K

2 4K

3 20K

（4）若作业执行中要从第0页的第75单元读信息，则实际应从主存的第2块第75单元读，应访问的主存绝对地址用二进制编码的十六进制数表示为对204B。若要从第3页的第548单元读信息，则实际应从主存的第5块第548单元读，应访问的主存绝对地址用二进制编码的十六进制数表示为：05224。

7．［分析]根据题意，主存块的大小为每块可存放200个数据元素，故作业信息也按每页200个元素来划分。现作业信息是由100 X 100的数组元素组成，因而共被分成50页。由于作业信息是按行编址的，故每顺序的两行元素在同一页面中，可被同时装到一个主存块中。有两个主存块可供该程序使用，因而程序被装人主存时可把开始两页（共四行元素）的信息分别装人两个主存块。那么，程序执行时若按（1）的编制方法，将对每一列中的各元素顺序清“0”，即对一列中的元素都清“0”后再对下一列的元素清“0”。由于开始两页已被装人主存，所以第一列的四个元素将先被顺序清“0”。但当要对第一列的第五个元素清“0”时却发现该元素不在主存中，因而产生一次缺页中断，按LRU调度算法应淘汰最近最少使用的第一页，使腾出的主存空间可用来存放当前需访问的第三页，即装人第五、六两行元素。程序继续执行时每对两个元素初始化后都要产生一次缺页中断，因而对第一列的100个元素初始化会产生（50-2）次缺页中断。对以后的99列来说，为对每一列元素初始化都将产生50次缺页中断。故（1）的编制方法执行程序时总共会产生（50*100-2）次缺页中断。

若按（2）的编制方法，将对一行的元素都清“0”后再对下一行的元素清“0”。因而，开始的两页（四行元素）信息先被初始化。当要对第五行元素初始化时将产生缺页中断，按LRU

调度算法淘汰最近最少用的第一页后可把当前需访问的包含第五、六两行元素的第三页装人主存。程序继续执行时每对两行元素全部初始化后才产生一次缺页中断，因而共会产生（50-2）次缺页中断。

[题解]程序被装人主存时可把开始两页（四行）装人所分到的主存块中。对于（1）所编制的程序执行时将按列对元素初始化，除对第一列的前四个元素初始化时不会产生缺页中断外，以后每对两个元素初始化时都要产生一次缺页中断，故缺页中断次数为（50*100-2）次。对于（2）所编制的程序执行时将按行对元素初始化，除对前四行元素初始化时不会产生缺页中断外，以后每对两行元素初始化时都要产生一次缺页中断，故缺页中断次数为（50-2）次。

8．[分析]由于作业的页面大小为100个字，因而主存块的大小也为100个字。现该作业可使用的主存空间共300个字，即共可使用三个主存块。根据作业依次要访问的字地址，可以得到作业将依次访问的页如下：

次序所要访问的字地址该地址所在页号

1 115 1

2 228 2

3 120 1

4 88 0

5 44

6 4

6 102 1

7 321 3

8 432 4

9 260 2

10 167 1

现只有第0页已经在主存但尚有两块主存空间可供使用，所以作业执行时依次访问第1页和第2页时均要产生缺页中断，但不必淘汰已在主存中的页面，可把第五页和第2页装人到可使用的主存块中，现在主存中已有0、1、2三个页面的信息。在进行第三、第四次访问时不会产生缺页中

断，而在第五次访问第4页时将产生一次缺页中断。此时，若采用FIFO算法应淘汰最先装人主存的第0页，而采用LRU算法则应淘汰最近最久没有使用的第2页。显然，进行第六次访问不会产生缺页中断，而在第七次访问时必须经缺页中断处理来装人第3页。为此，FIFO 算法会淘汰第1

页，LRU算法会淘汰第0页。于是，作业继续执行时，对FIFO算法来说，将在第十次访问时再产生一次缺页中断，为了装人当前需用的第1页而应淘汰第2页；对LRU算法来说，将在第九次访问时产生缺页中断，为了装人当前需用的第2页而应淘汰第二页，在随后的第十次访问时仍将产生

缺页中断，为了把第1页重新装人而应淘汰第3页。

可见，按FIFO页面调度算法将产生五次缺页中断，依次淘汰的页面为：0、1、2。按LRU页面调度算法将产生六次缺页中断，依次淘汰的页面为：2、0、1、3。

[题解]根据作业依次要访问的字地址序列可以知道作业应访问的页面顺序为：1、2、1、0、4、1、3、4、2、1。

现只有第0页在主存中，但尚有两块主存空间可供使用。因而，作业在进行前两次访问时均会产生缺页中断，但不必淘汰已在主存中的页面。目前主存中有第0、1、2三个页面。（1）按FIFO页面调度算法将在后继的第五、七、十次访问时再产生三次缺页中断。因而，共产生五次缺页中断，依次淘汰的页号为：0、1、2。

（2）按LRU页面调度算法将在后继的第五、七、九、十次访问时再产生四次缺页中断。因而，共产生六次缺页中断，依次淘汰的页号为：2、0、1、3。

9．[分析]段式存储管理支持用户的分段观点，以段为单位进行存储空间的管理。段式存储管理为作业的每一段分配一个连续的主存区域，用来存放各段的信息。段式存储管理要有硬件的地址转换机构作支撑，作业执行时按逻辑地址中的段号查段表得该段在主存中的起始地址，起始地址加段内地址便是当前要访问的绝对地址。为保证信息的安全，这个绝对地址如果在该段的存储区域内则可以访问，否则将产生一个地址越界中断来拒绝访问。

本题中，作业访问[0，432]、［1，010］、[3，400]时，由于段内地址均在段长所限制的范围之内，因而绝对地址不会超出该段所占的主存区域，处理器可按绝对地址存取信息。但是；作业要访问[2，500］时，段内地址超过了规定的段长100，因而，处理器拒绝为其存取信息。

[题解]各次访问时所对应的绝对地址如下（假设均采用十六进制数表示）：

逻辑地址绝对地址

[0，432] 64B

[1，010] 3310

[2，500] 590

[3，400] 1637

除了对[2，500]的访问请求超出了规定的存储区域使处理器拒绝存取信息外，其余的访问请求都将由处理器按绝对地址为其存取信息。