操作系统习题第六章答案

第六章存储管理
一、单项选择题
1.A.
2.A
3.C
4.A
5.C
6.D
7.C
8.D
9.C 10.B 11.B 12.A13.C 14.B 15.C 16.A17.D 18.A19.B 20.D 21.A22.B 23.A24.D 25.D
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．紧凑
7．最先适应，最佳适应，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．分段，分页
13．虚拟
14．缺页
15. 先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）、最佳置换算法（OPT）
16.(90,88)；因段内地址大于第4段段长，发生地址越界错误
四、问答题
1. 在分页存储管理中,当访问一条指令或数据时需要访问内存至少两次。

一次是访问存放在内存中的页表,实现地址变换; 另一次是访问所需的数据。

在分段存储管理中,当访问一条指令或数据时,也需要访问内存至少两次。

一次是访问存放在内存中的段表,实现地址变换；另一次是访问所需的数据。

在段页式存储管理中,当访问一条指令或数据时,需要访问内存至少三次。

一次是访问存放在内存中的段表,查找段号所对应的页表; 再一次是访问存放在内存中的页表，实现地址变换; 第三次是访问所需的数据。

2.段页式存储管理技术结合分段管理在逻辑上的优点以及分页管理在物理上的优点。

用分段方法来分配和管理虚存,用分页方法来分配和管理实存。

即把作业分段,段内分成虚页,实存分成实页。

在段页式管理系统中,每一段不再占有连续的实存,而是被分为若干个页面,所以段页式存储
管理实际上是对页面进行分配和管理。

因此,有关段的靠拢、辅存管理以及段长限制等问题都得到很好的解决。

而分段的优点,如动态扩大段长、动态链接装入、段的共享、段的保护措施等都被保留了下来。

3. （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. 在操作系统中,通过一些硬件和软件的措施为用户提供了一个其容量比实际主存大得多的存储器,称为虚拟存储器。

操作系统要实现虚拟内存,必须把主存和辅存统一管理起来,即大作业程序在执行时,有一部分地址空间在主存,另一部分在辅存,当访问的信息不在主存时,由操作系统将其调入主存并实现自动覆盖功能,使用户在编写程序时不再受主存容量的限制。

例如在请求分页存储管理系统中,用户作业的所有页面并不一定都在实存,在作业运行过程中再请求调入所用的虚页。

为了实现从逻辑地址空间到物理地址空间的变换,在硬件上必须提供一套地址变换机构,动态地址变换机构自动地将所有的逻辑地址划分为页号和页内地址两部分,并利用页表将页号代之以块号,把块号和页内地址拼接就得到了内存的物理地址,从而实现了虚拟存储器。

5. 考虑本题所给条件:每个主存块的大小为可以存放200个数组元素,有两个内存块可以用来存放数组信息,数组中的元素按行编址。

对于程序A,数组访问顺序是:
A[1,1],A[1,2],A[1,3],……,A[1,100]
A[2,1],A[2,2],A[2,3],……,A[2,100]
A[100,1],A[100,2],A[100,3],……,A[100,100]
显然,数组的存储顺序与访问顺序一致,每访问两行数组遇到一次缺页中断。

如果采用LRU页面调度算法,会产生50次缺页中断。

对于程序B,数组访问顺序是:
A[1,1],A[2,1],A[3,1],……,A[100,1]
A[1,2],A[2,2],A[3,2],……,A{100,2]
A[1,100],A[2,100],A[3,100],……,A[100,100]
显然,数组的存储顺序(按行的顺序)与访问顺序(按列的顺序)不一致,每访问两个数组元素遇到一次缺页中断。

如果采用LRU页面调度算法,会产生5000次缺页中断。

若每页只能存放100个整数,对于程序A,数组的存储顺序与访问顺序一致,每访问一行数组遇到一次缺页中断。

如果采用LRU页面调度算法,会产生100次缺页中断。

对于程序B,数组的存储顺序(按行的顺序)与访问顺序(按列的顺序)不一致,每访问一个数组元素遇到一次缺页中断。

如果采用LRU页面调度算法,会产生10000次缺页中断。

以上结果说明: 页面越大,缺页中断次数越少；页面越小,缺页中断次数越多。

6.当页面为4时，(1)LRU共发生10次缺页中断(2)FIFO共发生14次缺页中断 (3)Opt共发生8次缺页中断；
当页面为5时，(1)LRU共发生7次缺页中断(2)FIFO共发生10次缺页中断 (3)Opt共发生7次缺页中断；
当页面为6时，(1)LRU共发生7次缺页中断(2)FIFO共发生10次缺页中断 (3)Opt共发生6次缺页中断。

7.(1)采用FIFO页面置换算法时,该作业运行时缺页情况如下表所示:
缺页中断次数为F=10; 失页率为f=10/12=83%。

(2)采用LRU页面置换算法时,该作业运行时缺页情况如下表所示:
缺页中断次数为F=8; 失页率为f=8/12=67%。

8. 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. (1)当分配给程序4个存储块时,利用LRU页面置换算法,缺页中断情况如下表所示:
当分配给程序4个存储块时,缺页中断的次数为8次。

(2)当分配给程序5个存储块时,利用LRU页面置换算法缺页中断情况如下表所示:
当分配给程序5个存储块时,缺页中断的次数为5次。

(3)以上结果说明:利用LRU页面置换算法,当增加主存容量时,不会增加缺页中断的次数。

10. （1）对给定的逻辑地址
页号为2,页内地址为824.
又有页表可知，该页被装入主存的第32块中，所以，其物理地址为：128K+824 （2）若给定逻辑地址为12300,，其页号为3,查页表，该页的状态位为1可知未装入主存，因而产生缺页中断。

中断后由中断处理程序将该页装入主存，然后进行地址变换。