孙钟秀操作系统第四章部分习题答案

14.设有一页式存储管理系统，向用户所提供 的逻辑地址空间最大为16页，每页2048B， 主存共有8个存储块，试问逻辑地址至少应 是多少位？主存空间多大？ 解：16=24 2048=211 4位表示页码，11位表示页内偏移，所以 逻辑地址至少是15位 主存空间：8×211B=214B =16KB
16.有数组int A[100][100]；元素按行存储。 在虚存系统中，采用LRU淘汰算法，一个 进程有3页主存空间，每页可以存放200个 整数，其中第1页存放程序，且假定程序已 在主存中。
物理块为3 （1） （2）
物理块为4 （3）
10 10
（3） （1） （2）
83%
FIFO 9 75% 9 75% 9 75% 6 50%
83%
OPT 6 50% 7 58% 7 58% 5 42% 6 50% 6 50%
LRU 7 58%
10
83%
10
83% 6 50% 8 66% 8 66%
6.一个32位计算机系统使用二级页表，虚地 址被分为9位顶级页表、11位二级页表和页 内位移。试问：页面长度是多少？虚地址 空间共有多少个页面？ 解：32-9-11=12 所以页面长度为212B=4KB 32位计算机的虚地址空间为232B=4GB 所以共有4GB/4KB=1M个页面
1.在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一 个程序运行的页面走向是： 1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6 分别用FIFO、OPT、LRU算法，对于分配 给程序3个页框、4个页框、5个页框和6个 页框的情况，求出缺页中断次数和缺页中 断率。
FIFIO:
页面流 1 2 3 4 2 1 5 6 2 1 2 3 7 6 3 2 1 2 3 6 1 2 3 4 4 1 5 6 2 1 1 3 7 6 6 2 1 1 3 6 1 2 3 3 4 1 5 6 2 2 1 3 7 7 6 2 2 1 3 1 2 2 3 4 1 5 6 6 2 1 3 3 7 6 6 2 1 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
程序A for(i=0;i<100;i++) for(j=0;j<100;j++) A[i][j]=0; 程序B for(j=0;j<100;j++) for(i=0;i<100;i++) A[i][j]=0;
分别就程序A和B的执行进 程计算缺页次数。
分析：数组共有100×100=10000个数据，每 页可以存放200个数据，所以共需要50页。 程序A： 第1页：A[0][0…99] 缺页次数为 A[1][0…99] 10000/200=50 第2页：A[2][0…99] A[3][0…99] 程序B： ... 缺页次数为 第50页：A[98][0…99] 10000/2=5000 A[99][0…99]
解： FIFO： （1）中断次数为9，中断率为9/12=75% （2）中断次数为9，中断率为9/13=69% LRU: （1）中断次数为8，中断率为8/12=67% （2）中断次数为9，中断率为9/13=69%
3.一个页式存储管理系统使用FIFO、OPT和 LRU页面替换算法，如果一个作业的页面 走向为： （1）2,3,2,1,5,2,4,5,3,2,5,2 （2）4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5 （3）1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5 当分配给此作业的物理块数分别为3和4是， 试计算访问过程中所发生的缺页中断次数 和缺页中断率。
√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
缺页中断次数：11 缺页中断率：11/20=55%
LRU:
页面流 1 2 3 4 2 1 5 6 2 1 2 3 7 6 3 2 1 2 3 6 1 1 1 2 3 4 2 1 5 6 6 1 2 3 7 6 3 3 1 2 2 2 3 4 2 1 5 6 2 1 2 3 7 6 3 2 1 2 3 3 4 2 1 5 6 2 1 2 3 7 6 3 2 1 2 3 6 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
缺页中断次数：16 缺页中断率：6/20=80%
OPT:
页面流 1 2 3 4 2 1 5 6 2 1 2 3 7 6 3 2 1 2 3 6
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3 3 3 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 7 7 7 2 2 2 2 2 3 4 4 4 5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 1 1 1 1
0 1 2 3 4
断首址 219 2300 90 1327 1952
断长 600 14 100 580 96
给定地址为段号和位数：(1)<0,430>; (2)<3,400>;(3)<1,1>;(4)<2,500>;(5)<4,42>， 求出对应的主存物理地址。
解： （1）219+430=649 （2）1327+400=1727 （3）2300+1=2301 （4）500>100 越界 （5）1952+42=1994
4.在可变分区管理下，按地址排列 分区号 分区长 的主存空闲区为：10K、4K、 1 10k 20K、18K、7K、9K、12K和 2 4k 15K。对下列连续存储区的请求： 3 20k （1）12K、10K、9K 4 18k （2）12K、10K、15K、18K 5 7k 6 9k 试问：使用首次适应算法、最佳 12k 适应算法、最差适应算法、和下 7 15k 次适应算法，哪个空闲区将被占 8 用？
20.在一个分页虚拟存储系统中，用户编程空 间为32个页，页长1KB，主存空间为16KB。 如果应用程序有10页长，若已知虚页0、1、 2、3，已分得页框4、7、8、10，试把虚地 址0AC5H和1AC5H装换成对应的物理地址。 解:32=25 用5位表示页号 1KB=210B 用10位表示页内偏移 0AC5H=0000 1100 0101B 1AC5H=0001 1010 1100 0101B 缺页中断 物理地址：0010 0010 1100 0101 =22C5H
38.假设一个任务被划分成4个大小相等的段， 每段有8项页描述符表，页面大小为2KB。 试问段页式存储系统中： （1）每段的最大尺寸是多少？ （2）此任务的逻辑地址空间最大是多少？ （3）若此任务访问逻辑地址空间5ABCH中 的一个数据，是给出逻辑地址的格式。
解： （1）8×2KB=16KB （2）4×16KB=64KB 页号3 偏移11 （3） 段号2 5ABCH=0101 1010 1011 1100 该数据位于第1段、第3页
7.一个进程以下列次序访问5个页：A、B、C、 D、A、B、E、A、B、C、D、E；假定使 用FIFO替换算法，在主存储器重有3个和4 个空闲页框的情况下，分别给出页面替换 次数。 解：3个页框：页面替换次数为9 4个页框：页面替换次数为10
8.某计算机有缓存、主存储器、辅助存储器 来实现虚拟存储器。如果数据在缓存中， 访问数据需要Ans；如果数据在主存但不在 缓存，需要Bns将其装入缓存，然后才能访 问；如果数据不再主存而在辅存，需要Cns 将其读入主存。最后用Bns再读入缓存，然 后才能访问。假设缓存命中率为(n-1)/n， 主存命中率为(m-1)/m,则数据平均访问时间 是多少？
7K、9K、12K、15K
请求（2）
12K 10K 15K 18K
空闲 剩余 空闲 剩余 空闲 剩余 空闲 剩余 首次 最佳 20 8 10 删除 18 3
×
删除
12
20 20
删除
8 8
10
18 18
删除
8 8
15
15 15
删除 18
删除 × 删除 ×
最差
下次
10K、4K、20K、18K、 4K、7K、9K、10K、12K、15K、18K、20K 20K、18K、15K、12K、10K、9K、7K 、4K 7K、9K、12K、15K
解： 缓存： (n-1)/n 主存：(1- (n-1)/n) ×(m-1)/m=(m-1)/mn 辅存： (1- (n-1)/n) ×(1-(m-1)/m)=1/mn 平均访问时间： (n-1)/n×A + (m-1)/mn×(A+B) +1/mn×(A+B+C) =A+B/n+C/mn
11.给定段表如下： 断号
请求（1）
12K 10K 剩余 删除 删除 8 8 9K 空闲 剩余 18 9 15 9 9 删除 6 删除
空闲 剩余 空闲 首次适应 最佳适应 最差适应 下次适应 20 12 20 20 8 删除 8 8 10 10 18 18
10K、4K、20K、18K、 4K、7K、9K、10K、12K、15K、18K、20K 20K、18K、15K、12K、10K、9K、7K 、4K
缺页中断次数：15 缺页中断率：15/20=75%
中断 页框数
算法
FIFO
中断数 中断率
OPT
中断数 中断率
LRU
中断数 中断率
Βιβλιοθήκη Baidu
3
4 5 6
16
14 10 10
80%
70% 50% 50%
11
8 7 7
55%
40% 35% 35%
15
10 8 7
75%
50% 40% 35%
2.在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一 个作业共有5页，执行时其访问页面的次序 为： （1）1,4,3,1,2,5,1,4,2,1,4,5 （2）3,2,1,4,4,5,5,3,4,3,2,1,5 若分配给此作业3个页框，分别采用FIFO和 LRU页面替换算法，求出各自的缺页中断 次数和缺页中断率。