操作系统17(请求分页性能分析)
考研操作系统-内存与虚拟(三)
考研操作系统-内存与虚拟(三)(总分：212.00，做题时间：90分钟)一、判断题(总题数：11，分数：44.00)1.页式存储管理中，用户应将自己的程序划分成若干大小相等的页面。
A.正确B.错误√用户无需将程序划分为页面，这个工作由操作系统自动完成。
判断下面关于存储器管理功能的论述是否正确：（分数：8.00）(1).即使在多道程序设计环境下，用户也能设计用内存物理地址直接访问内存的程序。
A.正确√B.错误在多道编程时，用户可使用汇编指令或其他特殊指令来分配使用物理内存空间。
(2).为了提高内存保护的灵活性，内存保护通常由软件实现。
A.正确B.错误√内存保护通常由硬件实现，目的是提高内存访问的效率。
(3).交换技术已不是现代操作系统中常用的一种技术。
A.正确B.错误√现代的段式或段页式存储管理仍然使用交换技术。
(4).虚拟存储器能在物理上扩充内存容量。
A.正确B.错误√虚拟存储器并不增加物理上的内存容量，而是增加虚存容量。
2.按最先适应算法分配的分区，一定与作业要求的容量大小最接近。
A.正确B.错误√该算法是分配第一个能够容纳作业的分区，而这个分区并不一定与作业要求的容量大小最接近。
3.对于请求分页式存储管理系统，若把页面的大小增加一倍，则缺页中断次数会减少一半。
A.正确B.错误√页面大小的增加可导致缺页次数的减少，但它们之间的数量关系却并不清楚。
4.在一个分页系统中，根据需要，页面的大小可以不相等。
A.正确√B.错误页面确实可以依据需要进行调整，但一个系统同时使用几种页面尺寸容易导致管理复杂，因此并不常用。
判断以下有关可变分区管理的说法是否正确：（分数：8.00）(1).最差适应算法总是挑选最大的空闲区用于分割，使得剩下的分区仍可使用。
A.正确√B.错误(2).可变分区管理常采用的内存分配算法包括最先适应、最佳适应和最差适应算法。
A.正确√B.错误(3).最先适应算法实现简单，但碎片过多使内存空间利用率降低。
操作系统习题(有答案)
（1）是。（2）否（3）否（4）是（5）是（6）否
2、将下列应用程序分成交互性和面向批处理的
（1）字处理（2）按月生成的银行报表（3）生成个人的电子邮箱注册表单
解：200ns内得到满足的访问占用全部访问的95％。5％的访问造成缺页，其中40%的需要7ms。因此，5％×40％＝2％的访问需要7ms。
类似地，5％×60％＝3％的访问需要15ms。把所有的时间转换为us，
结果如下：
有效访问时间＝0.95×0.2＋0.02×7000＋0.03×15000
有效访问时间＝590.19us
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缺页率=14/20=70%
5、某系统使用请求分页存储管理，如果页在内存中，满足一个内存请求需要200ns。如果页不在内存，如有空闲的页框或者没有修改的换出的页，则请求需要7ms。如果替换出的页已经被修改，则需要15ms，如果缺页率是5％，并且60％的时间用于修改要换出的页，问有效访问时间是多长？假设系统只运行一个进程且页交换时CPU空闲。
《操作系统》第4章教材习题解答
第4章存储管理“练习与思考”解答1．基本概念和术语逻辑地址、物理地址、逻辑地址空间、内存空间、重定位、静态重定位、动态重定位、碎片、碎片紧缩、虚拟存储器、快表、页面抖动用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址，这种地址称为相对地址或逻辑地址。
内存中各物理存储单元的地址是从统一的基地址开始顺序编址的，这种地址称为绝对地址或物理地址。
由程序中逻辑地址组成的地址范围叫做逻辑地址空间，或简称为地址空间。
由内存中一系列存储单元所限定的地址范围称作内存空间，也称物理空间或绝对空间。
程序和数据装入内存时，需对目标程序中的地址进行修改。
这种把逻辑地址转变为内存物理地址的过程称作重定位。
静态重定位是在目标程序装入内存时，由装入程序对目标程序中的指令和数据的地址进行修改，即把程序的逻辑地址都改成实际的内存地址。
动态重定位是在程序执行期间，每次访问内存之前进行重定位。
这种变换是靠硬件地址转换机构实现的。
内存中这种容量太小、无法被利用的小分区称作“碎片”或“零头”。
为解决碎片问题，移动某些已分配区的内容，使所有进程的分区紧挨在一起，而把空闲区留在另一端。
这种技术称为紧缩（或叫拼凑）。
虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的虚拟存储空间，它使用户逻辑存储器与物理存储器分离，是操作系统给用户提供的一个比真实内存空间大得多的地址空间。
为了解决在内存中放置页表带来存取速度下降的矛盾，可以使用专用的、高速小容量的联想存储器，也称作快表。
若采用的置换算法不合适，可能出现这样的现象：刚被换出的页，很快又被访问，为把它调入而换出另一页，之后又访问刚被换出的页，……如此频繁地更换页面，以致系统的大部分时间花费在页面的调度和传输上。
此时，系统好像很忙，但实际效率却很低。
这种现象称为“抖动”。
2．基本原理和技术（1）存储器一般分为哪些层次？各有何特性？存储器一般分为寄存器、高速缓存、内存、磁盘和磁带。
CPU内部寄存器，其速度与CPU一样快，但它的成本高，容量小。
计算机操作系统第四版试题及答案
操作系统期末考试（一）一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，只有一个是正确的，将其号码写在题干的括号中。
每小题2分，共20分）1、文件系统的主要组成部分是（）A、文件控制块及文件B、I/O文件及块设备文件C、系统文件及用户文件D、文件及管理文件的软件2、实现进程互斥可采用的方法（）A、中断B、查询C、开锁和关锁D、按键处理3、某页式管理系统中，地址寄存器的低9位表示页内地址，则页面大小为（）A、1024字节B、512字节C、1024KD、512K4、串联文件适合于（）存取…A、直接B、顺序C、索引D、随机5、进程的同步与互斥是由于程序的（）引起的A、顺序执行B、长短不同C、信号量D、并发执行6、信号量的值（）A、总是为正B、总是为负C、总是为0D、可以为负整数7、多道程序的实质是（）A、程序的顺序执行B、程序的并发执行C、多个处理机同时执行D、用户程序和系统程序交叉执行8、虚拟存储器最基本的特征是（）A、从逻辑上扩充内存容量B、提高内存利用率C、驻留性D、固定性;9、飞机定票系统是一个（）A、实时系统B、批处理系统C、通用系统D、分时系统10、操作系统中，被调度和分派资源的基本单位，并可独立执行的实体是（）A、线程B、程序C、进程D、指令二、名词解释（每小题3分，共15分）1.死锁:2.原子操作:3.临界区:4.虚拟存储器:5.文件系统:'三、判断改错题（判断正误，并改正错误，每小题2分，共20分）1、通道是通过通道程序来对I/O设备进行控制的。
（）2、请求页式管理系统中，既可以减少外零头，又可以减少内零头。
（）3、操作系统中系统调用越多，系统功能就越强，用户使用越复杂。
（）4、一个进程可以挂起自已，也可以激活自已。
（）5、虚拟存储器的最大容量是由磁盘空间决定的。
（）6、单级文件目录可以解决文件的重名问题。
（）7、进程调度只有一种方式：剥夺方式。
（）8、程序的顺度执行具有顺序性，封闭性和不可再现性。
计算机操作系统(习题集)第四章 答案
第四章存储器管理一、单项选择题1、存储管理的目的是（C ）。
A.方便用户B.提高内存利用率C.方便用户和提高内存利用率D.增加内存实际容量2、在（ A）中，不可能产生系统抖动的现象。
A.固定分区管理B.请求页式管理C.段式管理D.机器中不存在病毒时3、当程序经过编译或者汇编以后，形成了一种由机器指令组成的集合，被称为（B ）。
A.源程序B.目标程序C.可执行程序D.非执行程序4、可由CPU调用执行的程序所对应的地址空间为（D ）。
A.符号名空间B.虚拟地址空间C.相对地址空间D.物理地址空间5、存储分配解决多道作业[1C]划分问题。
为了实现静态和动态存储分配，需采用地址重定位，即把[2C]变成[3D]，静态重定位由[4D]实现，动态重定位由[5A]实现。
供选择的答案：[1]：A 地址空间 B 符号名空间 C 主存空间 D 虚存空间[2]、[3]： A 页面地址 B 段地址 C 逻辑地址 D 物理地址 E 外存地址 F 设备地址[4]、[5]： A 硬件地址变换机构 B 执行程序 C 汇编程序D 连接装入程序E 调试程序F 编译程序G 解释程序6、分区管理要求对每一个作业都分配（A ）的内存单元。
A.地址连续B.若干地址不连续C.若干连续的帧D.若干不连续的帧7、（C ）存储管理支持多道程序设计，算法简单，但存储碎片多。
A.段式B.页式C.固定分区D.段页式8、处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为（ B）字节。
A.2GBB.4GBC.100KBD.640KB9、虚拟存储技术是（ A）。
A.补充内存物理空间的技术B.补充相对地址空间的技术C.扩充外存空间的技术D.扩充输入输出缓冲区的技术10、虚拟内存的容量只受（ D）的限制。
A.物理内存的大小B.磁盘空间的大小C.数据存放的实际地址D.计算机地址字长11、虚拟存储技术与（A ）不能配合使用。
A.分区管理B.动态分页管理C.段式管理D.段页式管理12、（B ）是指将作业不需要或暂时不需要的部分移到外存，让出内存空间以调入其他所需数据。
操作系统习题(有答案)
P2 1 5 3 2 1 0 0 2 1 3 5 4 2 8 8 6 true
P3 2 8 8 6 0 0 2 0 0 6 3 2 2 14 11 8 true
P4 2 14 11 8 0 6 4 2 0 0 1 4 2 14 12 12 true
P1 2 14 12 12 0 7 5 0 1 0 0 0 3 14 12 12 true
由以上分析可知，在该时刻存在着一个安全序列{P0，P2，P3，P4，P1}，故系统是安全的。
如果进程P1要求（0，4，2，0），系统假定可为P1分配资源，由此形成的资源变化情况如图示：
已分配资源矩阵需求资源矩阵最多资源矩阵可用资源向量
Lecture 4
1、一个磁盘有19456个柱面，16个读写头，并且每个磁道有63个扇区。磁盘以5400rpm的速度旋转，在相邻的磁道之间寻道时间是2ms。假定读写头在磁道0上，则读整个磁盘需要多少时间？
答：（19456*16*1/5400+（19456-1）*2=3498ms
2、在一个磁盘上，有1000个柱面，从0～999。假定最后服务的请求是在磁道756上，并且读写磁头正在向磁道0移动。在按照FIFO顺序排列的队列中包含了如下磁道上的请求：811、348、153、968、407、500。用下面的算法计算为了满足所有的磁盘队列中的请求，磁盘臂必须移的磁盘的数目。
（2）分配内在索引结点
如果该文件已被其他用户打开，此时只需对在第一步中所找到的i结点，执行其引用计数加1的操作；否则，应为被打开文件分配一内存i结点，并调用磁盘读过程将磁盘i结点的内容拷贝到内存i结点中，并设置i.count为1。
操作系统习题2-2
1.什么是操作系统？从资源管理的角度去分析操作系统，它的主要功能是什么？答：操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机的全部软、硬件资源的分配与回收，控制与协调等并发活动，实现信息的存取和保护。
它提供用户接口，使用户获得良好的工作环境，为用户扩展新的系统功能提供软件平台，操作系统使整个计算机系统实现了高效率和高度自动化。
操作系统的主要功能是管理系统的软、硬件资源，它们可归为四类：处理机管理、存储管理、设备管理和文件管理等。
2.操作系统的主要特征是什么？为什么会具有这样的特征？答：操作系统的特征有：并发性，共享性，不确定性，虚拟性。
其中并发性和共享性是其主要特征。
由于操作系统建立并控制着多个并发执行的进程，完成着同时进行的几项任务，进程之间相互制约，并且共享着系统的某些资源，进程的这些活动便形成了操作系统的主要特征。
并且许多事件的产生是随机的，而且事件产生的先后顺序又有许多可能组合，但操作系统必须能处理任何一种可能的事件序列。
所以，操作系统又具有不确定性。
另外，操作系统中还广泛使用了虚拟技术，使得配备了操作系统之后的系统在资源的使用上更加自由和灵活，不受物理设备数量的限制。
3.什么是多道程序设计技术？试述多道程序运行的特征。
答：多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制下，相互穿插地运行。
多道程序运行的特征如下：(1) 多道：计算机内存中同时存放几道相互独立的程序。
(2) 宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们先后开始了各自的运行，但都未运行完毕。
微观上串行：从微观上看，内存中的多道程序轮流地或分时地占有处理机，交替执行(单处理机情况)。
4.批处理系统和分时系统各具有什么特点？答：批处理系统是在解决人—机矛盾以及高速度的中央处理机和低速度的I/O 设备这两对矛盾的过程中发展起来的。
它的出现改善了CPU 和外设的使用情况，其特点是实现了作业的自动定序、自动过渡，从而使整个计算机系统的处理能力得以提高。
操作系统习题及答案四
四、计算题1、某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB ，内存为16KB 。
假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物理块号的对照表如下：则逻辑地址0A5C(H)所对应的物理地址是什么？要求：写出主要计算过程。
1．解：页式存储管理的逻辑地址分为两部分：页号和页内地址。
由已知条件“用户编程空间共32个页面”，可知页号部分占5位；由“每页为1KB”，1K=210，可知内页地址占10位。
由“内存为16KB”，可知有16块，块号为4位。
逻辑地址0A5C （H ）所对应的二进制表示形式是：000 1010 0101 1100，根据上面的分析，下划线部分为页内地址，编码 “000 10” 为页号，表示该逻辑地址对应的页号为2。
查页表，得到物理块号是11（十进制），即物理块地址为：10 11，拼接块内地址10 0101 1100，得10 1110 0101 1100，即2E5C （H ）。
2、对于如下的页面访问序列：1， 2， 3， 4， 1， 2， 5， 1， 2， 3， 4， 5当内存块数量为3时，试问：使用FIFO 、LRU 置换算法产生的缺页中断是多少？写出依次产生缺页中断后应淘汰的页。
（所有内存开始时都是空的，凡第一次用到的页面都产生一次缺页中断。
要求写出计算步骤。
） 2．解：采用先进先出（FIFO ）调度算法，页面调度过程如下：页面次序主存 页面 情况共产生缺页中断9次。
依次淘汰的页是1、2、3、4、1、2。
采用最近最少使用（LRU ）调度算法，页面调度过程如下： 共产生缺页中断10次。
依次淘汰的页是1、2、3、4、5、1、2。
3、下表给出了某系统中的空闲分区表，系统采用可变式分区存储管理策略。
现有以下作业序列：96K 、20K 、200K 。
若用首次适应算法和最佳适应算法来处理这些作业序列，试问哪一种算法可以满足该作业序列的请求，为什么?空闲分区表页面次序1 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5 主存 页面 情况3．解：若采用最佳适应算法，在申请96K 存储区时，选中的是5号分区，5号分区大小 与申请空间大d,-致，应从空闲分区表中删去该表项；接着申请20K 时，选中1号分区，分配后1号分区还剩下12K ；最后申请200K ，选中4号分区，分配后剩下18K 。
第二章 操作系统参考答案
一、选择题BBDAA ACCCB DDCAC ACCCC BDDAA二、判断题××√××××××√×√√××三．简答题1. 什么是操作系统？试述其主要特征和功能。
2. 何谓进程？请图示具有基本进程状态的状态转移图，并指出转移原因。
3. 什么是死锁？产生死锁的必要条件是什么？解决死锁的方法主要有哪些？4. 简述分页式存储管理的核心思想。
5. I/O控制方式有哪几种？试比较它们各自的优缺点。
6. 什么是文件和文件系统？简要说明文件系统的主要功能。
1、答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合：它管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机的工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便的工作环境，从而在计算机与用户之间起到接口的作用。
其主要特征包括并发性、共享性和异步性，主要功能有处理器管理、存储管理、设备管理以及文件管理。
2、答：进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
它是操作系统动态执行的基本单元，其调度运行的基本单位是线程。
进程的三种基本状态是：运行状态、就绪状态和等待状态，由此得到了进程的三态模型：引起进程状态转换的具体原因如下：1）运行态—→等待态：等待使用资源；等待外设传输；等待人工干预。
2）等待态—→就绪态：资源得到满足；外设传输结束；人工干预完成。
3）运行态—→就绪态：运行时间到；出现有更高优先权进程。
4）就绪态—→运行态：CPU空闲时选择一个就绪进程。
3、答：死锁是指两个或两个以上的进程，因竞争系统的共享资源而产止无止境地互相等待的现象，我们称这些进程处于互锁状态。
产生死锁的必要条件：1）互斥条件。
2）不剥夺条件。
3）部分分配条件。
4）环路条件条件。
解决死锁的方法主要有：预防死锁、避免死锁、检测与恢复死锁。
计算机操作系统第四版试题及答案
1．独占设备：
2．文件控制块：
3．动态重定位：
4．对换技术：
6． 记录：
[键入文字]
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三、判断改错题（判断正误，并改正错误，每小题 2 分，共 20 分）
1．实现虚拟存储器的关键技术是提供快速有效的自动地址变换的硬件机构和相应的软
件算法。
（）
2、磁盘是共享设备，所以允许多个进程同时在存储空间中进行访问。
计算机操作系统测试（一）
一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，只有一个是正确的，将其号码写在题干的括
号中。每小题 2 分，共 20 分）
1、 文件系统的主要组成部分是（ ）
A、文件控制块及文件
B、I/O 文件及块设备文件
C、系统文件及用户文件
D、文件及管理文件的软件
2、 实现进程互斥可采用的方法（ ）
A、中断
B、查询
C、开锁和关锁
D、按键处理
3、某页式管理系统中，地址寄存器的低 9 位表示页内地址，则页面大小为（ ）
A、1024 字节 B、512 字节 C、1024K
D、512K
4、串联文件适合于（ ）存取
A、直接
B、顺序
C、索引
D、随机
5、进程的同步与互斥是由于程序的（ ）引起的
A、顺序执行 B、长短不同 C、信号量
10、（√）
四、简答 1、答：死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程将 永远不能再向前推进。产生死锁的原因可归结为两点：
（1） 争资源。 （2） 进程推进顺序非法。 在具备下述四个必要条件时，就会产生死锁。 （3） 互斥条件 （4） 请求和保持条件 （5） 不剥夺条件 （6） 环路等待条件 2、什么是多道程序技术，它带来了什么好处？ 答：多道程序技术即是指在内存中存放多道作业，运行结束或出错，自动调度内存中 另一道作业运行。多道程序主要优点如下： （1）资源利用率高。由于内存中装入了多道程序，使它们共享资源，保持系统资 源处于忙碌状态，从而使各种资源得以充分利用。 （2）系统吞吐量大。由于 CPU 和其它系统资源保持“忙碌”状态，而且仅当作业 完成或运行不下去时才切换，系统开销小，所以吞吐量大。 3、答：有结构文件可分为以下三类，分别是： （1）顺序文件。它是指由一系列记录，按某种顺序排列所形成的文件。 （2）索引文件。当记录为可变长度时，通常为之建立一张索引表，并为每个记录 设置一表项，以加速对记录的检索速度。 （3）索引顺序文件。这是上述两种文件方式的结合，它为文件建立一张索引表，