请求分页存储管理方式
16存储管理5请求页式管理请求段式管理2
7
0
采用最佳置换算法，只发生了6次页面 置换，发生了9次缺页中断。缺页率=9/21
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2、先进先出页面置换算法（FIFO） 这是最早出现的置换算法，这种算 法总是淘汰最先进入内存的页面，选 择在内存中驻留时间最久的页面予以淘 汰。
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采用FIFO算法进行页面置换时的情况。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 1 7 0 1 7 7 0 7 2× 2 2 4× 4 4 0× 0 0 7× 7 7 0 0 3× 3 3 2× 2 2 1× 1 1 0× 0 1 1 1 0× 0 0 3× 3 3 2× 2 2 1× 3 4 5 6 7 8 9 10 11-13 14 15-18 19 20 21
次数减少；不同的计算机系统，有不同页面大小；
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（3）程序的编制方法
例：程序要把128×128的数组初值置“0”，数组 中每一个元素为一个字，假定页面大小为128个字， 数组中的每一行元素存放一页，能供该程序使用 的主存块只有1块。初始时第一页在内存； 程序编制方法1： 程序编制方法2： For j:=1 to 128 For i:=1 to 128 For i:=1 to 128 For j:=1 to 128 A[i][j]:=0; A[i][j]:=0; 按列：缺页中断次数： 按行：缺页中断次数 128-1 128×128－1
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D A D A C D B C + +
B B A D +
E E B A +
A B C D E E E C D D B B E C C A A B E E + +
操作系统原理试卷
操作系统原理试卷1、父进程创建子进程之后，父子进程间的关系是什么？答案：一个进程创建子进程之后，进程与产生的进程之间的关系是父子关系，分别成为进程和子进程。
子进程一经产生就与你进程并发执行，子进程共享父进程和子进程。
子进程一经产生就与你进程并发执行，子进程共享父进程的正文段和已经打开的文件。
2、简述文件、文件系统的概念答案：文件是具有符号名的、在逻辑上具有完整意义的一组相关信息项的有序序列。
文件系统就是操作系统中实现文件统一管理的一组软件、被管理的的文件以及为实施文件管理所需的一些数据结构的总称。
3、简述作业调度的主要算法答案：作业调度的主要算法包括先来先服务调度算法，短作业优先调度算法，优先级调度算法和高响应比调度算法。
4、简述请求分页存储管理方式中三种内存分配策略的原理答案：固定分配局部置换为每个进程分配一组固定数目的物理块，在进程运行期间物理块数保持不变，当发生缺页中断且需要进行页面置换时，从自己进程的物理块中选择一个页面换出；可变分配全局置换，是先为每个进程分配一定数量的物理块，系统留空闲物理块，当发生缺页中断时，先从空闲物理块中选择空闲空间进行调入页面，当无空闲空间时，从所有内存中选择一个页面进行置换，此种方式会使发生缺页中断的进程物理块数增加，而调出页面的进程物理块数减少；可变分配局部置换，先为进程分配一定数量的物理块，系统预留空闲物理块，当进程发生缺页中断且需要进行页面置换时，从自己的物理块中选择页面换出，只有当某个进程的缺页率上升时，系统增加该进程的物理块数，反之，减少进程分配的物理块数。
5、简述段页式存储管理方式答案：段页式存储管理方式是对用户的逻辑地址空间先分段，再对每段划分成大小相等的页，而内存地址空间会按照页面大小划分成大小相等的物理块，段页式存储管理方式每个用户的进程会具有一张段表和一组页表。
6、简述有哪些程序链接方式答案：程序的链接方式主要包括静态链接、装入时动态链接、运行时动态链接7、简述什么是快表以及快表的作用答案：基本的地址变换机构需要两次访问内存才能够访问到数据。
操作系统 复习 计算题
计算题：（很多重复的，看看同类型的怎么做就行了）（一）有一计算机系统采用如下图所示的位示图（行号、列号都从0开始编号）来管理空闲盘块。
如果盘块从0开始编号，每个盘块的大小为1KB。
（12分）⑴现要为文件分配两个盘块，试具体说明分配过程。
⑵若要释放磁盘的第300块，应如何处理？0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15123456（二）在分页存储管理方式中，地址空间共32位。
问：可访问的内存空间的大小是多少？如果用12位表示页内地址，则系统的一个物理块有多大？一个进程最多能分多少个页？（8分）1、假设计算机系统采用CSCAN(循环扫描)磁盘调度策略,使用2KB的内存空间记录16384个磁盘的空闲状态（14分）(1)、请说明在上述条件如何进行磁盘块空闲状态的管理。
(2)、设某单面磁盘的旋转速度为每分钟6000转，每个磁道有100个扇区，相临磁道间的平均移动的时间为1ms。
若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动，磁道号的请求队列为50，90，30，120对请求队列中的每个磁道需读取1个随机分布的扇区，则读完这个扇区点共需要多少时间？需要给出计算过程。
（二）在请求分页式存储管理方式中，假定系统为某进程分配了四个物理块，页的引用顺序为：7，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，7，0，1，且采用固定分配局部算法，则若采用最佳置换算法、先进先出页面置换算法、LRU置换算法时分别产生多少次缺页中断？(6分)（一）假定有一个进程A，它的工作流程图如下所示，如果系统中进程只有三种状态（就绪、执行、阻塞），且进程被进程调度选中后就可投入运行，时间片q=200ms，请顺序列出其从开始到结束所经历的状态转化过程，并注明原因。
(6分)开始磁盘I/O请求磁带I/O请求打印请求结束计算250ms 计算50ms 计算200ms 计算150ms（二）设有一分页存储管理系统，向用户提供的逻辑地址空间最大为16页，每页2048字节，内存总共有8个存储块，试问逻辑地址至少应为多少位？内存空间多大？（6分）（三）有一计算机系统采用如下图所示的位示图（行号、列号都从0开始编号）来管理空闲盘块。
第16讲 存储器管理之请求分页存储管理方式
第十六讲存储器管理之请求分页存储管理方式1 基本概述请求分页管理是建立在基本分页基础上的，为了能支持虚拟存储器而增加了请求调页功能和页面置换功能。
基本原理：地址空间的划分同页式；装入页时，可装入作业的一部分(运行所需)页即可运行。
2 请求分页的硬件支持为实现请求分页，需要一定的硬件支持，包括：页表机制、缺页中断机构、地址变换机构。
2.1 页表机制作用：将用户地址空间的逻辑地址转换为内存空间的物理地址。
因为请求分页的特殊性，即程序的一部分调入内存，一部分仍在外存，因此页表结构有所不同。
如图：说明：（1）状态位P：指示该页是否已调入内存。
（2）访问字段A：记录本页在一段时间内被访问的次数或最近未被访问的时间。
（3）修改位M：表示该页在调入内存后是否被修改过。
若修改过，则换出时需重写至外存。
（4）外存地址：指出该页在外存上的地址。
2.2 缺页中断机构在请求分页系统中，每当所要访问的页面不在内存时，便产生缺页中断，请求OS将所缺的页调入内存。
缺页中断与一般中断的区别：（1）在指令执行期间产生和处理中断信号（2）一条指令在执行期间，可能产生多次缺页中断2.3 地址变换机构请求分页系统的地址变换机构。
是在分页系统地址变换机构的基础上，又增加了一些功能。
例：某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页1KB，主存16KB。
假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分别分配的物理块号为5、10、4、7，试将虚拟地址0A5C和093C 变换为物理地址。
解：虚拟地址为：页号（2^5=32）5位页内位移（1K =2^10=1024）10位物理地址为物理块号（2^4=16）4位因为页内是10 位，块内位移（1K =2^10=1024）10位虚拟地址OA5C对应的二进制为：00010 1001011100即虚拟地址OA5C的页号为2，页内位移为1001011100，由题意知对应的物理地址为：0100 1001011100即125C同理求093C。
第3章 存储管理(3)答案
第3章 内存管理(3)一、单项选择题1．虚拟存储技术是 。
A ．补充内存物理空问的技术B ．补充相对地址空间的技术C ．扩充外存空问的技术D ．扩充输入输出缓冲区的技术解：虚拟存储技术并没有实际扩充内、外存，而是采用相关技术相对的扩充主存。
本题答案为B 。
2．以下不属于虚拟内存特征的是 。
A ．一次性B ．多次性C ．对换性D ．离散性解：多次性、对换性和离散性都是虚拟内存的特征。
本题答案为A 。
3．虚拟内存的基础是 。
A ．局部性理论B ．代码的顺序执行C ．变量的连续访问D ．指令局部性解：虚拟内存的基础是局部性理论，包括程序执行的局部性和存储空间访问的局部性。
本题答案为A 。
4．实施虚拟存储器管理的依据是程序的 。
A ．局部性原 B ．动态性原理 C ．并发性原 D ．一致性原理 解：同上题说明。
本题答案为A 。
5．实现虚拟内存最主要的技术是 。
A ．整体覆盖 B ．整体对换 C ．部分对换 D ．多道程序设计解：虚拟存储器具有多次性、对换性和虚拟性，而内、外存数据交换(对换)是基础。
本题答案为C 。
6．虚拟存储器是 。
A ．可以容纳总和超过主存容量的多个作业同时运行的一个地址空间B ．可提高计算机运算速度的设备C ．容量扩大了的主存D ．实际上不存在的存储器解：虚拟存储器的最大容量是由计算机的地址结构确定的，可以运行大于实际内存大 小的作业。
本题答案为A 。
7．若处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为 字节。
A ．2GB B ．4GB C ．100KB D ．640KB解：虚拟存储器的最大容量是由计算机的地址结构确定的，其虚拟地址空间=322B=4GB 。
本题答案为B 。
8．设主存容量为1MB ，外存容量为400MB ，计算机系统的地址寄存器有24位，那么虚存的最大容量是 。
A ．1MB B ．401MBC ．1MB+242 B D ．242 B解：虚拟存储器的最大容量是由计算机的地址结构确定的，其虚拟地址空间=242B 。
简述请求分页存储管理方式
简述请求分页存储管理方式请求分页存储管理方式是一种非常实用的存储管理方式，它可以将大量数据分成多页存储，从而增加系统的可扩展性和可维护性。
本文将分步骤阐述请求分页存储管理方式的实现过程。
1. 设计数据库表结构首先，我们需要设计出适合分页存储的数据库表结构。
通常，我们需要将数据表按照某种规则分成多个页面，每个页面中包含相同数量的数据。
例如，如果需要将1000条数据分成10页，那么每个页面应该包含100条数据。
2. 编写查询语句在设计好数据库结构之后，我们需要编写查询语句来查询数据并将其分页。
我们可以使用LIMIT关键字来限制查询结果的数量，并使用OFFSET关键字来指定从哪个位置开始查询。
例如，如果需要查询第2页的数据，那么我们可以使用以下SQL语句：SELECT * FROM table_name LIMIT 100 OFFSET 100;这将返回第101到第200条数据。
3. 编写分页控件分页控件是实现分页存储的重要组成部分。
它通常包含一个页面选择器和一个数据显示区域。
我们可以使用JavaScript和CSS来创建翻页效果和样式。
例如，我们可以使用以下代码创建一个简单的页面选择器：```<div class="pagination"><a href="#">1</a><a href="#">2</a><a href="#">3</a><a href="#">4</a><a href="#">5</a></div>```4. 实现异步加载异步加载是将页面动态加载到用户界面中的一种技术。
它可以大大提高页面加载速度和用户体验。
我们可以使用AJAX等技术来实现异步加载。
实验六请求分页存储管理
实验六：请求分页存储管理一．实验目的深入理解请求页式存储管理的基本概念和实现方法，重点认识其中的地址变换、缺页中断、置换算法等实现思想。
二．实验属性该实验为综合性、设计性实验。
三．实验仪器设备及器材普通PC386以上微机四．实验要求本实验要求2学时完成。
本实验要求完成如下任务：（1）建立相关的数据结构：页表、页表寄存器、存储块表等；（2）指定分配给进程的内存物理块数，设定进程的页面访问顺序；（3）设计页面置换算法，可以选择OPT、FIFO、LRU等，并计算相应的缺页率，以比较它们的优劣；（4）编写地址转换函数，实现通过查找页表完成逻辑地址到物理地址的转换；若发生缺页则选择某种置换算法（OPT、FIFO、LRU等）完成页面的交换；（5）将整个过程可视化显示出来。
实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法，针对实验要求完成基本代码编写并完成预习报告、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。
实验后认真书写符合规范格式的实验报告（参见附录A），并要求用正规的实验报告纸和封面装订整齐，按时上交。
三、设计过程3.1算法原理分析OPT算法是未来最远出现，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出当前页面中在未来的访问页中最远出现的页面或再也不出现的页面。
FIFO算法是先进先出，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出最先进来的页面。
LRU算法是最近最久未使用，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出在当前页面中最近最久没有使用的页面。
3.2数据定义int length,num_page,count,seed; //length记录访问串的长度，num_page页面数，count记录缺页次数int result[20][30],order[30],a[10]; //result记录结果,order存储访问串,a存储当前页面中的值int pos1,flag1,flag2,flag3; //pos1位置变量，flag1等为标志变量 char result1[30]; //记录缺页数组 void opt() //最佳void fifo() //先进先出bool search(int n) //查找当前内存中是否已存在该页3.3流程图与运行截图图6.1 FIFO （）函数流程图;否是 是否 开始得到执行的指令指令是否在内存中最先存入指令被淘汰下面是否还有指令 结束得出命中率图2.2 OPT算法流程图四、小结本次课程设计目的是通过请求页式管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。
请求分页存储管理设计
实验八请求分页存储管理设计一、虚拟存储器的相关知识：1.概述：虚拟存储器(Virtual Memory)：在具有层次结构存储器的计算机系统中，自动实现部分装入和部分替换功能，能从逻辑上为用户提供一个比物理贮存容量大得多，可寻址的“主存储器”。
虚拟存储区的容量与物理主存大小无关，而受限于计算机的地址结构和可用磁盘容量。
作用：虚拟内存的作用内存在计算机中的作用很大，电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行，如果执行的程序很大或很多，就会导致内存消耗殆尽。
为了解决这个问题，Windows中运用了虚拟内存技术，即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用，当内存占用完时，电脑就会自动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张。
举一个例子来说，如果电脑只有128MB物理内存的话，当读取一个容量为200MB的文件时，就必须要用到比较大的虚拟内存，文件被内存读取之后就会先储存到虚拟内存，等待内存把文件全部储存到虚拟内存之后，跟着就会把虚拟内存里储存的文件释放到原来的安装目录里了。
下面，就让我们一起来看看如何对虚拟内存进行设置吧。
2.请求分页虚拟存储系统是将作业信息的副本存放在磁盘这一类辅助存储器中，当作业被调度投入运行时，并不把作业的程序和数据全部装入主存，而仅仅装入立即使用的那些页面，至少要将作业的第一页信息装入主存，在执行过程中访问到不在主存的页面时，再把它们动态地装入。
用得较多的分页式虚拟存储管理是请求分页（demand paging），当需要执行某条指令或使用某个数据，而发现它们并不在主存时，产生一个缺页中断，系统从辅存中把该指令或数据所在的页面调入内存。
3.替换算法：替换规则用来确定替换主存中哪一部分，以便腾空部分主存，存放来自辅存要调入的那部分内容。
常见的替换算法有4种。
随机算法用软件或硬件随机数产生器确定替换的页面。
先进先出先调入主存的页面先替换。
近期最少使用算法替换最长时间不用的页面。
最优算法替换最长时间以后才使用的页面。
14存储管理3分段段页式管理
段号 状态 页表大小 页表始址 0 1 1 1 2 1 3 0 4 1 段表
页表 主存
图4-22 利用段表和页表实现地址映射
2．地址变换过程
在段页式系统中，为了便于实现地址变换，须配 置一个段表寄存器，其中存放段表始址和段表长TL。 进行地址变换时，首先利用段号S，将它与段表长TL进 行比较。若S<TL，表示未越界，于是利用段表始址和 段号来求出该段所对应的段表项在段表中的位置，从 中得到该段的页表始址，并利用逻辑地址中的段内页 号P来获得对应页的页表项位置，从中读出该页所在的 物理块号b，再利用块号b和页内地址来构成物理地址。 图4-23示出了段页式系统中的地址变换机构。
2.页表
列出了作业的逻辑地址与其在主存中的 物理地址间的对应关系。 一个页表中包含若干个表目，表目的自 然序号对应于用户程序中的页号，表目 中的块号是该页对应的物理块号。 页表的每一个表目除了包含指向页框的 指针外，还包括一个存取控制字段。 表目也称为页描述子。
分页管理中页与页框的对应 关系示意图
段表寄存器 段表始址 ＋ 段表 0 1 2 3 页表长度 ＋ 0 1 2 3 b 块号 b 块内地址 页表 段表长度 ＞ 段超长 段号S 页号P 页内地址
页表始址
图4-23
段页式系统中的地址变换机构
在段页式系统中，为了获得一条指令或数据，须 三次访问内存。第一次访问是访问内存中的段表，从 中取得页表始址；第二次访问是访问内存中的页表， 从中取出该页所在的物理块号，并将该块号与页内地 址一起形成指令或数据的物理地址；第三次访问才是 真正从第二次访问所得的地址中，取出指令或数据。 显然，这使访问内存的次数增加了近两倍。为了 提高执行速度，在地址变换机构中增设一个高速缓冲 寄存器。每次访问它时，都须同时利用段号和页号去 检索高速缓存，若找到匹配的表项，便可从中得到相 应页的物理块号，用来与页内地址一起形成物理地址； 若未找到匹配表项，则仍须再三次访问内存。
(完整版)操作系统复习题附答案
3、进程高级通信的3种机制？主从式，会话式，消息队列或邮箱方式，共享存储区方式
五、应用题
1、信号量操作解决问题：互斥、前趋关系图、经典同步问题。
第3章处理机调度与死锁
一、填空题
1、产生死锁的原因，一是竞争资源，二是进程的（运行推进的顺序）不当。
2、死锁是系统中两个或两个以上的进程由于竞争系统资源而出现的一种（处于无限期等待，系统处于停滞状态）现象。
2、像打印机这类一次只允许一个进程使用的资源称为临界资源。T
3、进程是静态的，程序是动态的。F
4、进程互斥关系是一种特殊的进程同步关系。T
四、简答题
1、简述进程的5个特征。动态性，并发性，独立性，制约性，异步性，结构性。
2、什么叫进程同步机制？请叙述进程同步机制的4条准则。
进程同步时指系统中多个进程发生的事件存在某种时序关系，需要相互合作，共同完成一项任务
A．寻道时间B．旋转延迟时间C．传输时间D．周转时间
6．磁盘访问中把数据从磁盘读出，或向磁盘写入数据所花费的时间叫做(D)。
A．寻找指定柱面的时间B．旋转延迟时间C．周转时间D．传输时间
三、判断题
1、在DMA控制方式下，外部设备与CPU之间直接进行成批的数据交换。(错，与存储器)
2、通道执行CPU指令构成的程序，与设备控制器一起共同实现对I/O设备的控制。（错，通道执行通道指令构成的程序，通道本身是一个处理机，指令非常单一，通道没有独立的内存）
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第5章设备管理
一、填空题
1、磁盘的访问时间包括三部分时间，寻道时间、（旋转延迟时间）和传输时间。（其中寻道时间）
2、在联机情况下实现的同时与外围设备联机操作的技术，称为（联机输入输出或假脱机）。
操作系统第5章习题带答案
第五章一、问答题1、简述页式虚拟存储管理的基本原理。
2、交换扩充了内存，因此，交换也实现了虚拟存储器。
这句话对吗？不对。
交换是把各个进程完整地调入内存，运行一段时间，再放回磁盘上。
虚拟存储器是使进程在只有一部分在内存的情况下也能运行。
交换是把整个进程换入换出主存。
而虚拟存储器的基本思想是程序的大小可以超过物理内存的大小，操作系统把程序的一部分调入主存来运行，而把其他部分保留在磁盘上。
故交换并未实现虚拟存储器。
3、简述虚拟存储器的实现原理。
4、简述快表的作用。
5、什么是紧凑？什么时候紧凑？6、比较存储管理中的连续分配和离散分配方式。
7、当系统中的地址空间非常大时（例如32位），会给页表的设计带来什么问题？请给出一个方案并分析其优缺点。
答：会导致页表过长从而很难找到一块连续的存储空间存放页表，此外如果页表中的行不连续也会加大访问页表的查找时间。
可以用多级页表解决这个问题，将页表分页，离散地存储在不同区域，同时建立另一张页表映射原来页表的每一页。
优点是不需要大块的连续空间，但并没有减少页表的空间，同时也增加了访存次数。
8、缺页中断和一般中断有什么区别？9、简述分页存储管理的基本思想和页表的作用。
10、交换扩充了内存，因此，交换也实现了虚拟存储器。
这句话对吗？11、叙述简单Clock置换算法的实现方案。
12、解释静态重定位与动态重定位。
13、什么叫紧凑，什么时候紧凑？14、为了实现虚拟页式存储管理，页表应该包含哪些内容？15、页和段有哪些区别？16、覆盖技术和交换技术的特点是什么？17、简述分页和分段的区别。
18、什么是紧凑？什么时候紧凑？19、简述虚拟存储器的定义。
20、简述分页和分段的区别21什么叫可重入代码？22、局部性原理可以体现在哪两个方面，其具体含义是什么？23、分页和分段的主要区别是什么？二、计算题1、现有一分页虚拟存取管理系统，其页表保存在寄存器中。
若有一个可用的空页或被替换的页未被修改，则它处理一个缺页中断需要8ms。
8存储器管理之请求分段存储管理方式
第十八讲存储器管理之请求分段存储管理方式1引言概述：请求分段存储管理系统也与请求分页存储管理系统一样，为用户提供了一个比内存空间大得多的虚拟存储器。
虚拟存储器的实际容量由运算机的地址结构肯定。
思想：在请求分段存储管理系统中，作业运行之前，只要求将当前需要的若干个分段装入内存，即可启动作业运行。
在作业运行进程中，若是要访问的分段不在内存中，则通过调段功能将其调入，同时还能够通过置换功能将暂时不用的分段换出到外存，以便腾出内存空间。
2请求分段中的硬件支持请求分段需要的硬件支持有：段表机制、缺页中断机构、地址变换机构。
2.1段名段长段的基址存取方式访问字段A修改位M存在位P增补位外存始址说明：存取方式：存取属性（执行、只读、允许读/写）访问字段A：记录该段被访问的频繁程度修改位M：表示该段在进入内存后，是不是被修悔改。
存在位P：表示该段是不是在内存中。
增补位：表示在运行进程中，该段是不是做过动态增加。
外存地址：表示该段在外存中的起始地址。
2.2缺段中断机构当被访问的段不在内存中时，将产生一缺段中断信号。
其缺段中断的处置进程如图：2.3地址变换机构3 分段的共享和保护为了实现分段共享，设置一个数据结构——共享段表，和对共享段进行操作的进程。
3.1 共享段表说明:所有的共享段都在共享段表中对应一个表项。
其中：共享进程计数器count ：记录有多少个进程需要共享该分段，设置一个整型变量count 。
存取控制字段：设定存取权限。
段号：对于一个共享段，不同的进程能够各用不同的段号去共享该段。
3.2 共享段的分派和回收 3.2.1 共享段的分派大体进程：在为共享段分派内存时，对第一个请求利用该共享段的进程，由系统为该共享段分派一物理区，再把共享段调入该区，同时将该区的始址填入请求进程的段表的相应项中，还须在共享段表中增加一表项，填写有关数据，把count 置为1；以后，当又有其它进程需段名段长内存始址状态外存始址共享进程计数count 状态进程名进程号段号存取控制………………要挪用该共享段时，由于该共享段已被调入内存，故现在不必再为该段分派内存，而只需在挪用进程的段表中，增加一表项，填写该共享段的物理地址；在共享段的段表中，填上挪用进程的进程名、存取控制等，再执行count∶=count+1操作，以表明有两个进程共享该段。
操作系统实验3--请求分页式存储管理
请求分页式存储管理一、问题描述设计一个请求页式存储管理方案，为简单起见。
页面淘汰算法采用FIFO页面淘汰算法，并且在淘汰一页时，只将该页在页表中修改状态位。
而不再判断它是否被改写过，也不将它写回到辅存。
二、基本要求页面尺寸1K，输入进程大小（例如5300bytes），对页表进行初始化页表结构如下：系统为进程分配：任意输入一个需要访问的指令地址流（例如：3635、3642、1140、0087、1700、5200、4355，输入负数结束），打印页表情况。
每访问一个地址时，首先要计算该地址所在的页的页号，然后查页表，判断该页是否在主存——如果该页已在主存，则打印页表情况；如果该页不在主存且页框未满（查空闲块表，找到空闲块），则调入该页并修改页表，打印页表情况；如果该页不在主存且页框已满，则按FIFO页面淘汰算法淘汰一页后调入所需的页，修改页表，打印页表情况。
存储管理算法的流程图见下页。
三、实验要求完成实验内容并写出实验报告，报告应具有以下内容：1、实验目的。
2、实验内容。
3、程序及运行情况。
4、实验过程中出现的问题及解决方法。
#include<stdio.h>#include<stdlib.h>int PUB[20][3];int ABC[3][2]={{0,1},{1,1},{2,1}};//物理块int key=0;void output(int size){//打印int i,j;printf("页号\t\t物理块号\t\t状态位\n\n");for(i=0;i<size;i++){printf(" %d\t\t%d\t\t\t%d\n\n",PUB[i][0],PUB[i][1],PUB[i][2]);}printf("物理块号\t\t是否空闲\n\n");for(i=0;i<3;i++){printf(" %d\t\t\t%d\n\n",ABC[i][0],ABC[i][1]);}}void main(){int size;int i,j;int address=0;int select=0;printf("请输入进程大小\n");scanf("%d",&size);if(size<=0 || size>20000){printf("进程大小超出范围\n");exit(0);}size%1000==0 ? size=size/1000 : size=size/1000+1;for(i=0;i<size;i++){PUB[i][0]=i; //页号PUB[i][1]=0; //物理块号PUB[i][2]=0; //状态位}output(size);while(1){printf("输入指令地址\n");scanf("%d",&address);if(address<0 || address>20000){printf("地址超出范围\n");exit(0);}address%1000==0 ? address=address/1000 : address=address/1000;if(PUB[address][2]==0) //不在主存{if(ABC[2][1]==0) //满了{printf("满了\n");if(select!=address) key++;for(i=0;i<size;i++){if(PUB[i][1]==key){PUB[i][1]=0;PUB[i][2]=0;}}PUB[address][1]=key;PUB[address][2]=1;key++;if(key>3) key=1;}if(ABC[2][1]==1) //没满{printf("没满\n");for(i=0;i<3;i++){if(ABC[i][1]==1){ABC[i][1]=0;PUB[address][1]=i+1;PUB[address][2]=1;break;}}}output(size);}else{printf("该页已在内存\n");output(size);}select=address;}}。
存储管理课后习题解答
表4-3给出了某系统中的空闲分区表，系统采用可变分区存储管理策略。 01 现有以下的作业序列：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 的要求？为什么？
【解答】略
02
01
01
01
在某系统中，采用固定分 区分配管理方式中，内存 分区（单位字节）情况如 图所示。现有大小为1k、 9k、33K 、121k的多个 作业要求进入内存，试画 出它们进入内存后的空间 分配情况，并说明主存浪 费多大？
【解答】该题有四个分区， 从图中可以看出，作业进
第一分区大小为8k，第
入系统后，第一分区剩余
二分区大小为32k，第三 空间为7k，第二分区剩
分区大小为120k，第四 余空间为23k，第三个分
分区大小为332k，该作 区剩余空间为87k，第四
业进入系统后的内存分配 个分区剩余空间为211k，
情况如下面的图4-2形所 主存空间浪费328k。
在采用页式存储管理系统中，某作业J的逻辑地址空间为4页 （每页2KB），且已知该作业的页面映像表4-9：试求有效逻 辑地址4865B所对应的物理地址。
【解答】该逻辑地址所对应的页号是 4865/2048=2，页内的偏移量为769，所 对应的物理地址为 6﹡2048+769=13057B。
示。
一○．有一个分页存储管理系统，页面大小为每页100字节。有一个50×50的整型数 组，按行连续存放，每个整数占两个字节，将数组初始化为0的程序描述如下：
int a[50][50]; int i,j; for(i=0;i<=49;i++) for( j=0;j<=49;j++) a[i][ j]=0; 若在程序执行时内存中只有一个存储块来存放数组信息，试问该程序执行时产生多
存储管理的页面置换算法详解
存储管理的页面置换算法存储管理的页面置换算法在考试中常常会考到，操作系统教材中主要介绍了3种常用的页面置换算法，分别是：先进先出法（FIFO）、最佳置换法（OPT）和最近最少使用置换法（LRU）。
大家要理解3种置换算法的含义，然后能熟练地运用在具体的练习中就可以了。
1.为什么要进行页面置换在请求分页存储管理系统中，由于使用了虚拟存储管理技术，使得所有的进程页面不是一次性地全部调入内存，而是部分页面装入。
这就有可能出现下面的情况：要访问的页面不在内存，这时系统产生缺页中断。
操作系统在处理缺页中断时，要把所需页面从外存调入到内存中。
如果这时内存中有空闲块，就可以直接调入该页面；如果这时内存中没有空闲块，就必须先淘汰一个已经在内存中的页面，腾出空间，再把所需的页面装入，即进行页面置换。
有助于理解的关键词有：请求分页、虚拟存储、缺页中断、页面置换。
2.常用的页面置换算法教材中介绍的常用页面置换算法有：先进先出法（FIFO）、最佳置换法（OPT）和最近最少使用置换法（LRU）。
（1）先进先出法（FIFO）算法描述：由于认为最早调入内存的页不再被使用的可能性要大于刚调入内存的页，因此，先进先出法总是淘汰在内存中停留时间最长的一页，即先进入内存的页，先被换出。
先进先出法把一个进程所有在内存中的页按进入内存的次序排队，淘汰页面总是在队首进行。
如果一个页面刚被放入内存，就把它插在队尾。
【例1】教材第4章课后习题。
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3，5时，试问先进先出置换算法（FIFO）的缺页次数是多少？（注意，所有内存块最初都是空的，凡第一次用到的页面都产生一次缺页。
）解打叉的表示发生了缺页，共缺页16次。
提示：当FIFO算法执行到蓝色的4号页面时，这时内存中有三个页面，分别是1，2，3。
按照FIFO算法，在内存中停留时间最长的页面被淘汰。
考研操作系统-存储管理(二)
考研操作系统-存储管理(二)(总分：108.00，做题时间：90分钟)一、单项选择题(总题数：34，分数：68.00)1.对主存储器的访问，是( )。
A．以页(块)或段为单位B．以字节或字为单位C．随存储器的管理方案不同而异D．以用户的逻辑记录为单位（分数：2.00）A.B. √C.D.解析：[解析] 本题考查对主存的访问，不是对主存的分配。
主存的编址以字节为单位，对主存的访问也是以字节为单位。
因此本题选择B。
2.在虚拟内存管理中，地址变换机构将逻辑地址变换为物理地址，形成该逻辑地址的阶段是( )。
A．编辑 B．编译 C．链接 D．装载（分数：2.00）A.B. √C.D.解析：[解析] 编译过程指编译程序将用护源代码编译成目标模块。
源地址编译成目标程序时，会形成逻辑地址。
因此本题选择B。
3.把作业空间中使用的逻辑地址变换为内存中的物理地址的过程称为( )。
A．加载 B．重定位 C．物理化 D．逻辑化（分数：2.00）A.B. √C.D.解析：[解析] 本题考查重定位的概念。
由于作业装入内存时分配的内存空间与作业的地址空间是不一致的。
因此在作业装入或执行时，不对有关逻辑地址部分进行相应的修改，会导致错误的结果。
这种将作业的逻辑地址变换为物理地址的过程称为“地址重定位”。
因此本题选择B。
4.为了保证一个程序中主存中改变了存放位置之后仍能正常执行，则对主存空间应采用( )技术。
A．静态重定位 B．动态重定位 C．动态分配 D．静态分配（分数：2.00）A.B. √C.D.解析：[解析] 本题考查重定位的相关概念，而不是内存分配方式，所以首先排除C和D选项。
静态重定位中，地址变换通常是在装入时一次性完成，之后地址都不再改变，称为静态重定位。
动态重定位采用动态运行时装入方式，可以保证一个程序在主存中改变了存放位置后仍然能正确执行。
因此本题选择B。
5.在存储管理中采用交换与覆盖技术，其目的是( )。
A．从物理上扩充内存 B．实现主存共享C．节省存储空间 D．提高内存利用率（分数：2.00）A.B.C.D. √解析：[解析] 本题考查交换与覆盖技术的基本概念。
简述请求分页存储管理方式
简述请求分页存储管理方式
请求分页存储管理方式是一种将主存储器划分为等大小的块，每个块称为一页的管理方式。
在此方式下，每个进程所需的存储空间被划分为多个大小相等的页，每一页都有一个唯一的页号。
当进程请求存储空间时，操作系统会根据其空间需求来分配一页或多页的空间。
此管理方式的主要优点是可有效地利用主存储器，因为在这种情况下，内存中只有进程所需的部分被加载。
这意味着，对于较大的程序，它们不需要一次性将整个程序加载到内存中，而只需要加载所需的部分。
因此，更多的程序可以同时运行，从而提高了系统的效率。
此外，请求分页存储管理方式还可以提高系统的灵活性。
进程可以根据其存储需求请求不同数量的页面，这意味着，系统可以动态地分配存储空间，以满足进程的需求。
总的来说，请求分页存储管理方式是一种高效、可扩展的管理方式，它可以提高系统的效率和灵活性，使多个进程可以同时运行，从而提高系统的性能。
- 1 -。
操作系统中存储器管理的主要功能
操作系统中存储器管理的主要功能存储器管理是操作系统中的核心组成部分之一，它主要负责管理计算机中的存储器资源，以便有效地分配和利用存储空间，并且为不同的程序和进程提供安全的访问。
在操作系统中，存储器管理的主要功能包括内存分配、内存保护、内存扩充、内存回收和换页操作。
内存分配内存分配是指操作系统根据进程的需要以及存储器的可用空间，为进程分配合适的内存空间。
在操作系统启动时，它会将系统的内存划分为多个连续的内存块，每个内存块可以用来存储一个进程或一部分进程。
内存分配可以通过两种方式进行：静态分配和动态分配。
静态分配是在程序编译或装载时进行的，操作系统会为每个进程分配固定大小的内存空间。
这种方式简单、高效，但是会导致内存的浪费和碎片化的问题。
动态分配则是在程序运行时进行的，操作系统根据进程的需要动态地分配内存空间，使得进程能够根据实际需求来使用存储空间。
内存保护内存保护是操作系统中存储器管理的重要功能之一，它主要通过权限控制来保护进程的内存空间。
每个进程被分配的内存空间应该是相互独立的，进程之间不能相互干扰或篡改彼此的数据。
操作系统通过给每个进程设置访问权限，限制进程对其他进程内存空间的访问，从而保护了每个进程的数据安全。
为了实现内存保护，操作系统使用地址映射、地址转换和访问控制等方法。
地址映射将逻辑地址转换为物理地址，以便进程能够正确访问内存。
地址转换是通过分页或分段的方式来实现的，将逻辑地址划分为不同的页或段，并映射到实际的物理地址上。
访问控制则是通过设置访问权限位来限制进程对内存空间的访问。
内存扩充随着计算机系统的发展，存储器的容量需求也越来越大。
内存扩充是操作系统中存储器管理的重要任务之一，它可以通过两种方式实现：覆盖和交换。
覆盖是指将进程的一部分数据从内存中移出，然后将新的数据加载到内存中。
这种方式适用于内存空间有限的情况下，可以有效地利用存储资源。
但是，由于数据的移动会导致额外的开销和延迟，因此需要谨慎使用。
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5.1 虚拟存储器概述
5.2 请求分页存储管理方式 5.3 页面置换算法
5.4 “抖动”与工作集
5.5 请求分段存储管理方式
5.2 请求分页存储管理方式
1
硬件支持
2
内存分配策略和分配算法
3
页面调入策略
硬件支持
请求分页系统的数据换入和换出的基本单位都是长度固定的页面，具有实现简单的优势。
需要请求分页页表机制、缺页中断机构和地址变换机构的支持。
1.页表机制
增加支持页面换入、换出的数据结构，其页表项如下：
页号物理块号状态位P 访问字段A 修改位M 外存地址
♋状态位：指示该页是否已被调入内存。
2.缺页中断机构
当所要访问的页面不在内存时，启动缺页中断，请求OS在程序中断期间将需要的页面调入内存。
♋缺页中断处理过程
۩保护现场、分析中断原因、转入缺页中断处理程
序、恢复现场。
♋特点
۩指令执行期间产生和处理中断信号。
۩指令执行时可能会产生多次缺页中断。
3.地址变换机构
Y
越界中断
5.2 请求分页存储管理方式
1
硬件支持
2
内存分配策略和分配算法
3
页面调入策略
内存物理块分配策略和分配算法
最小物理块数的确定
内存分配策略
♋固定分配局部置换
♋可变分配全局置换
♋可变分配局部置换
物理块分配算法
♋平均分配算法
♋按比例分配算法
♋考虑优先权的分配算法
最小物理块数的确定
保证进程运行所需的最小物理块数与其所在硬件结构相关，不同的指令格式、功能和寻址方式对物理块数的要求不同。
内存分配策略
内存可采用固定和可变两种策略进行分配，置换时有全局和局部置换，因此物理块的分配策略可分为：♋固定分配局部置换
۩根据进程类型或程序员要求，为进程分配固定数目的物理块，换
出时从本进程占有的页面中选择一页，难度在于物理块数不好事
先确定。
♋可变分配全局置换
۩进程获取的物理块数在运行过程中可以变化，换出时的页面可以
是内存中的任意一页，但可能会增加其他进程的缺页率。
♋可变分配局部置换
۩根据进程类型或程序员要求分配物理块，换出时只能从本进程占
有页面中选择，但若缺页中断经常产生，则为该进程多新增部分
页面，缺页中断发生频度下降。
物理块分配算法
平均分配算法
♋物理块平均分配给各进程，小进程浪费空间，大进程缺页率高。
根据进程大小按比例分配
按优先权分配
♋高优先权的进程获得的物理块多。
物理块分配算法
1) 平均分配算法
这是将系统中所有可供分配的物理块，平均分配给各个进程。
例如，当系统中有100个物理块，有5个进程在运行时，每个进程可分得20个物理块。
这种方式貌似公平，但实际上是不公平的，因为它未考虑到各进程本身的大小。
如有一个进程其大小为200页，只分配给它20个块，这样，它必然会有很高的缺页率；而另一个进程只有10页，却有10个物理块闲置未用。
物理块分配算法
这是根据进程的大小按比例分配物理块的算法。
如果
，则系统中各
物理块分配算法
3) 考虑优先权的分配算法
在实际应用中，为了照顾到重要的、紧迫的作业能尽快地完成，应为它分配较多的内存空间。
通常采取的方法是把内存中可供分配的所有物理块分成两部分：一部分按比例地分配给各进程；另一部分则根据各进程的优先权，适当地增加其相应份额后，分配给各进程。
在有的系统中，如重要的实时控制系统，则可能是完全按优先权来为各进程分配其物理块的。
5.2 请求分页存储管理方式
1
硬件支持
2
内存分配策略和分配算法
3
页面调入策略
页面调入策略
调入时机
♋预调页策略：主动地缺页调入策略。
在程序首
次调入时，选择预计不久会被访问的页面调入内存，其性能优劣取决于预测准确度。
♋请求调页策略：需要某页面时向OS提出请求，
调入的页一定会在短时间内被用到，但系统开销大，增加了I/O时间。
页面调入策略
调入来源
♋来自于对换区：对换区大的系统可直接将进程
的所有页面装入对换区，运行时直接从中高速置
换。
♋来自于文件区：页面的最初版本从文件区调入，若在运行时没有修改，置换时不必换出，直接覆
盖即可；反之，将修改过的页面换出到对换区，
需要时从对换区调入。
♋UNIX方式：未运行的页面从文件区，运行过的
页面从对换区。
缺页率
如果在进程的运行过程中，访问页面成功的次数为S，访问页面失败的次数为F，则进程总的页面访问次数为A=S+F，那么进程在其运行过程中的缺页率即为
f=F/A
通常，缺页率受到以下几个因素的影响：
①页面大小。
②所分配物理块的数目。
③页面置换算法。
④程序固有特性。