操作系统第4章练习题

操作系统第4章练习题
操作系统常见题解析及模拟题内容
第4章存储器管理
4.1典型例题解析
【例1】某系统采用动态分区分配方式管理内存，内存空间为640k，高端40k用来存放操作系统。

在内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。

对下列的请求序列：作业1申请130k、作业2申请60k、作业3申请100k、作业2释放60k、作业4申请200k、作业3释放100k、作业1释放130k、作业5申请140k、作业6申请60k、作业7申请50k、作业6释放60k，请分别画图表示出使用首次适应算法和最佳适应算法进行内存分配和回收后内存的实际使用情况。

动作首次适应算法最佳适应算法空闲分区已分配分区己分配分区空闲分区（始址，大(作业，始址，大小)（作业，始址，大小)(始址，大小)
小)130,470190,410l，o，1301，o，1302,130,601，o，1302,130,603,190,100l，
0,1303,190,100l，0,1303,190,1004,290,200l，0，
1304,290,2004,290,2004,290,2005,0,1404,290,2005,0，1406,490,604,290,2005，o，1406,490,607,550,504,290,2005,0，1407,550,50130,470190,410l，0,1302,130,60作业1申请130kl，0,130作业2申请60k1,0,130作业3申请100k2,130,603,190,100作业2释放60kl，0,1303,190,100290,310130,60290,310130,60490,1lo130，
160490,1100,290490,110140，
150490,110200,90490,110290,310130,60290,310130,60490.110490，110130，160490,1100,290490，110140，150550,50140,1501，o，130作业4申请
200k3,190,1004,290,200作业3释放100k作业l释放130k作业5申请140kl，0，1304,290,2004,290,2004,290,2005,0,1404,290,2005，o，
1406,140,604,290,2005,0,1406,140,607，200,504,290,2005,0,1407,200,50作业6申请60k作业7申请50k250,40490,110140,60250,40490,110140,150作业6释放60k
490,60140，1501
操作系统常见题解析及模拟题内容
请问：采用首次适应环境算法和最佳适应环境算法展开上述内存的分配和废旧后，内存的实际采用情况分别例如图(a)和(b)右图。

0作业5140k200k作业7250k290k作业4490k600kos640k0作业5140k290k作业4490k550k作业7600kos640k(b)（a）
【例2】对一个将页表存放在内存中的分页系统:
（1）例如出访内存须要0．2μs，有效率出访时间为多少?
（2）如果加一快表，且假定在快表中找到页表项的机率高达90％，则有效访问时间
又是多少(假定查快表需花的时间为0)?答：（1）有效访问时间为：2×0．2=0．4μs（2）有效访问时间为：0．9×0．2+(1―0．9)×2×0．2＝0．22ps。

【基准3】某系统使用页式存储管理策略，具有逻辑空间32页，每页2k，具有物理
空间1m。

（1）写下逻辑地址的格式。

（2）若不考虑访问权限等，进程的页表有多少项?每项至少有多少位?（3）如果物理
空间减少一半，页表结构应相应作怎样的改变?答：（1）该系统拥有逻辑空间32页，故
逻辑地址中页号必须用5位来描述：而每页为2k，因此，页内地址必须用11位来描述，
这样可得到它的逻辑地址格式如下：1511100页号页内地址(2)每个进程最多有32个页面，因此，进程的页表项最多为32项；若不考虑访问权限等，则页表项中只需给出页所对应
的物理块块号，1m的物理空间可分成29个内存块，故每个页表项至少有9位
(3)如果物理空间增加一半，则页表中页表项数仍维持不变，但每项的长度可以增加1十一位。

【基准4】未知某分页系统，主存容量为64k，页面大小为1k，对一个4页小的
作业，其0、l、2、3页分别被分配至主存的2、4、6、7块中。

(1)将十进制的逻辑地址1023、2500、3500、4500转换成物理地址。

(2)以十进制的
逻辑地址1023为例画出地址变换过程图。

请问：(1)对上述逻辑地址，可以先排序出来它们的页号和页内地址(逻辑地址除以页
面大小，获得的商为页号，余数为页内地址)，然后通过页表转换成对应的物理地址。

①逻辑地址1023：1023／1k，得到页号为0，页内地址为1023，查页表找到对应的物
2
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理块Fluent2，故物理地址为2×1k+1023=3071。

②逻辑地址2500：2500／1k，得到页号为2，页内地址为452，查页表找到对应的物
理块号为6，故物理地址为6×ik+452=6596。

③逻辑地址3500：3500／ik，获得页号为3，页内地址为428，密页表找出对应的物
理块号为7，故物理地址为7×1k+428=7596。

④逻辑地址4500：4500／1k，获得页号为4，页内地址为404，因页号不大于页表长度，故产生越界中断。

(2)逻辑地址1023的地址变换过程如下图所示，其中的页表项中没考虑每页的访问权限。

【基准5】未知某系统页面长4kb，页表项4字节，使用多层分页策略态射64十一位
虚拟地址空间。

若限量最高层页表占到1页，反问它可以使用几层分页策略。

（浙江大学
2000年考题）请问：由题意，64十一位虚拟地址的虚拟空间大小为264.页面短为4kb,页
表项4字节，所以一个页面可以放置1k个表项。

由于最高层页表占到1页，也就是说其
页表项个数最多为1k个，每一项对应一页，每页又可以放置1k个页表项，依次以此类推
所述，使用的分页层数为：6层。

【基准6】对于下表中右图的段表中，恳请将逻辑地址(0，137)，(1，4000)，(2，3600)，(5，230)转换成物理地址。

段号ol234内存始址50k60k70k120k150k段长10k3k5k8k4k段表
请问：(1)段号0大于段表长5，故段号合法；由段表的第0项可赢得段的内存始址为50k，段长为10k；由于段内地址137，大于段长10k，故段内地址也就是合法的，因此可
以得出结论对应的物理地址为50k+137=5l337。

(2)段号l大于段表长，故段号合法；由段表的第l项可赢得段的内存始址为60k，段长为3k：经检查，段内地址4000少于段长3k，因此产生越界中断。

3
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(3)段号2小于段表长，故段号合法；由段表的第2项可获得段的内存始址为70k，段长为5k；故段内地址3600也合法。

因此，可得出对应的物理地址为70k+3600=75280。

(4)段号5等于段表长，故段号不合法，产生越界中断。

【基准7】在一个请求分页系统中，假如一个作业的页面迈向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，目前它还没任何页放入内存，当分配给该作业的物理块数目m为3时，恳请分别排序使用opt、lru和fifo页面出局算法时出访过程中所出现的缺页次数和缺页
率为。

请问：(1)采用fifo算法时，出访过程中出现缺页的情况为：当物理块数目m为3时，缺页次数为9，缺页率仅9／12(如下表中右图)。

4√43√432√4321√1324√1423√1435√543454335432√5231√5215521(2)采用opt算法时，出访过程中出现缺页的情况为：当物理块数目m为3时，缺页次数为7，缺页率仅7
／12(如下表中右图)。

4√43√432√4321√431443134315√435443534352√4251√4155415（3）采用lru算法时，出访过程中出现缺页的情况为：当物理块数目m为3时，缺页次数为lo，缺页率仅10／
12(如下表中右图)。

4√43√432√4321√1324√1423√1435√543454335432√2431√2135√215【基准8】某页式虚拟存储管理系统的物理空间共3k，页面大小为1k，一进程按以下地址顺序提及内存
单元：3635，3632，1140，3584，2892，3640，0040，2148，1700，2145，3209，0000，1102，1100。

如果上述数字均为十进制数，而内存中尚未放入任何页。

得出采用lru算法
时的缺页次数，并与fifo时的情况展开比较。

答：根据题意，分配给作业的内存块数为3，而页面的引用次序为：3、3、1、3、2、3、o、2、l、2、3、o、l、1。

因此，可以计算出，采用lru算法时，缺页次数为8，采用fifo算法时，缺页次数为6。

lru算法用最近的过去来作为预测最近的将来的依据，一般
认为其有较好的性能，但实现时，要记录最近在内存的每个页面的使用情况，比fifo困难，其开销也大。

有时，因页面的过去和未来的走向之间并无必然的联系，如上面，lru
算法的性能就没有想象中的那么好。

【基准9】某虚拟存储器的用户空间共计32个页面，每页1k，主存16k。

假设某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分配的物理块号为5、10、4、7，而该用户作业的长度为6页，先行将十六进制的虚拟地址0a5c、103c、1a5c转换成物理地址。

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答：由题目所给条件可知，该系统的逻辑地址有15位，其中高5位为页号，低10位
为页内地址；物理地址有14位，其中高4位为页帧号，低10位为页帧内地址。

另外，由
于题目中给出的逻辑地址是十六进制数，故可先将其转换成二进制数以直接获得页号和页
内地址，再完成地址的转换
例如右图右图，逻辑地址(0a5c)16的页号为(00010)2，即2，故页号合法；从页表中
找出对应的内存块号为4，即为(0100)2与页内地址(1001011100)2堆叠构成物理地址(01001001011100)2即(125c)16。

(2)逻辑地址(103c)16的页号为4，页号合法，但该页未装入内存，故产生缺页中断。

(3)逻辑地址(1a5c)16的页号为6，为非法页号，故产生越界中断。

【例10】现有一请求调页系统，页表保存在寄存器中。

若有一个被替换的页未被修改过，则处理一个缺页中断需要8ms；若被替换的页已被
修正过，则处置一个缺页中断须要20ms。

内存存取时间为lμs，出访页表的时间可
以忽略不计。

假设70％被替代的页被修正过，为确保有效率存取时间不少于2μs，可以
拒绝接受的最小缺页率为就是多少?
答：如果用p表示缺页率，则有效存取时间不超过2us可表示为：(1-
p)×1μs+p×(0．7×20ms+0．3×8ms+lμs)≤2μs因此可计算出：
p≤1/16400≈0.00006
即可接受的最大缺页率为0．00006。

【基准10】假如一个程序的段表中如下表中右图，其中合法十六位1则表示段在内存，存取控制字段中w则表示可以写下，r则表示可以念，e则表示可以继续执行。

对下面的
指令，在继续执行时会产生什么样的结果?
段号ol234合法位01110内存始址段长5001000300080005000100302008040保护码wrerr其他信息(1)storer1，[0，70](2)storer1,[1，20](3)loadr1,[3，
20](4)loadr1,[3，100](5)jmp[2，100]
请问：(1)指令storer1，[o，70]。

从段表的第0项可念出第0段的合法十六位0，
则表示适当段未放入内存，因此地址变换机构将产生一缺段中断，以命令os将其调到内存。

(2)指令storerl，[1，20]。

从段表的第1项可以看出，虽然指令中的逻辑地址合法，段也已在内存，但本指令对内存的访问方式(写)与保护码字段(只读)不符，故硬件将产生
保护性中断信号。

5。