第五章虚拟存储器附答案

第五章虚拟存储器一、单项选择题1.虚拟存储器的最大容量＿＿＿。

*A. 为内外存容量之和 B. 由计算机的地址结构决定（（（实际容量C. 是任意的D. 由作业的地址空间决定虚拟存储器是利用程序的局部性原理，一个作业在运行之前，没有必要全部装入内存，而只将当前要运行那部分页面或段装入便可以运行，其他部分放在外部存储器内，需要时再从外存调入内存中运行，首先它的容量必然受到外存容量的限制，其次寻址空间要受到计算机地址总线宽度限制。

最大容量（逻辑容量）收内外存容量之和决定，实际容量受地址结构决定。

2．在虚拟存储系统中，若进程在内存中占 3 块（开始时为空），采用先进先出页面淘汰算法，当执行访问页号序列为 1﹑ 2﹑ 3﹑ 4﹑ 1﹑2﹑ 5﹑ 1﹑ 2﹑ 3﹑4﹑ 5﹑ 6 时，将产生＿＿＿次缺页中断。

（开始为空，内存中无页面， 3 块物理块一开始会发生三次缺页。

）A.7B.8C.93. 实现虚拟存储器的目的是＿＿＿A. 实现存储保护B. 实现程序浮动D. 10.C. 扩充辅存容量D. 扩充主存容量4.作业在执行中发生了缺页中断, 经操作系统处理后 , 应让其执行＿＿＿指令 . （书本 158 页，（ 2）最后一句话）A. 被中断的前一条B. 被中断的C. 被中断的后一条D. 启动时的第一条5．在请求分页存储管理中，若采用FIFO 页面淘汰算法，则当分配的页面数增加时，断的次数 ________。

( 在最后一题做完后再作答)答案错误选择： D缺页中A．减少B. 增加C. 无影响D. 可能增加也可能减少6.虚拟存储管理系统的基础是程序的________理论 .A. 局部性B. 全局性C. 动态性D. 虚拟性7. 下述 _______页面淘汰算法会产生Belady现象 .A. 先进先出*B. 最近最少使用C. 最近不经常使用D. 最佳所谓 Belady 现象是指：在分页式虚拟存储器管理中，发生缺页时的置换算法采用 FIFO（先进先出）算法时，如果对—个进程未分配它所要求的全部页面，有时就会出现分配的页面数增多但缺页率反而提高的异常现象。

二. 填空题1.假设某程序的页面访问序列为1.2.3.4.5. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4 且开始执行时主存中没有页面，则在分配给该程序的物理块数是3 且采用 FIFO 方式时缺页次数是 ____13____;在分配给程序的物理块数是 4 且采用 FIFO 方式时，缺页次数是 ___14______; 在分配给程序的物理块数是 3 且采用 LRU 方式时，缺页次数是______14____。

在分配给程序的物理块数是 4 且采用 LRU 方式时，缺页次数是_____12____。

FIFO 算法。

ＬＲＵ算法：2．在虚存管理中，虚拟地址空间是指逻辑地址空间，实地址空间是指_ __物理地址空间______；前者的大小只受 ___机器的地址长度 _ ______限制，而后者的大小受__ 物理内存大小______。

2．在虚存管理中，虚拟地址空间是指逻辑地址空间，实地址空间是指 _ 小只受 ___机器的地址长度 _ ______限制，而后者的大小受 __ 物理内存大小给的第一个空，她自己已经写上去了。

____；前者的大______。

老师3．若选用的 __置换 ______算法不合适，可能会出现抖动现象。

4．在页式存储管理系统中，常用的页面淘汰算法有：__最佳置换算法_______，选择淘汰不再使用或最远的将来才使用的页；___先进先出页面置换算法______，选择淘汰在主存驻留时间最长的页；___LRU置换算法 ___选择淘汰离当前时刻最近的一段时间内使用代最少的页。

5．在虚拟段式存储管理系统中，若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长，则发生_ 地址越界中断____.三、简答题：P177: 1 、常规存储器管理方式具有那两大特性？它对系统性能有什么影响？书本 153 页，一次性与驻留性(1)一次性：3、虚拟存储器有哪些特征？其中最本质的特征是什么？答：虚拟存储器有多次性、对换性、虚拟性三大特征。

最本质的特征是虚拟性。

可稍微写详细些（书本155 页）7、试比较缺页中断机构与一般的中断，它们之间有何明显的区别？书本 158 页：缺页中断作为中断，同样需要经历保护CPU现场、分析中断原因、转缺页中断处理程序进行处理、恢复CPU现场等步骤。

但缺页中断又是一种特殊的中断，它与一般中断的主要区别是：（1）在指令执行期间产生和处理中断信号。

通常， CPU都是在一条指令执行完后去检查是否有中断请求到达。

若有便去响应中断；否则继续执行下一条指令。

而缺页中断是在指令执行期间，发现所要访问的指令或数据不在内存时产生和处理的。

(2)一条指令在执行期间可能产生多次缺页中断。

例如，对于一条读取数据的多字节指令，指令本身跨越两个页面，假定指令后一部分所在页面和数据所在页面均不在内存，则该指令的执行至少产生两次缺页中断。

14、实现 LRU算法所需的硬件支持是什么?答：需要寄存器和栈等硬件支持。

寄存器用于记录某进程在内存中各页的使用情况，栈用于保存当前使用的各个页面的页面号。

15、试说明改进型Clock置换算法的基本原理. （书本167，自己看着增加些）答：因为修改过的页面在换出时付出的开销比未被修改过的页面大，在改进型Clock算法中，既考虑页面的使用情况，还要增加置换代价的因素；在选择页面作为淘汰页面时，把同时满足未使用过和未被修改作为首选淘汰页面。

（书上的那四类看自己意愿写或不写）1、什么是抖动？（P163）书本 170 页如果分配给进程的存储块数量小于进程所需要的最小值，进程的运行将很频繁地产生缺页中断，这种频率非常高的页面置换现象称为抖动。

在请求分页存储管理中，可能出现这种情况，即对刚被替换出去的页，立即又要被访问。

需要将它调入，因无空闲内存又要替换另一页，而后者又是即将被访问的页，于是造成了系统需花费大量的时间忙于进行这种频繁的页面交换，致使系统的实际效率很低，严重导致系统瘫痪，这种现象称为抖动现象。

2、请求分段存储管理方式下，在地址变换过程中，可能出现哪些中断？分别在什么情况下发生？（1） . 分段越界中断：逻辑地址中的段号大于段长，段号太大，访问越界；（2）、分段保护中断：不符合存取方式，对段的访问方式不符合规定的读写权限；（3）、缺段中断：要访问的段不在主存中；3、在分段系统中，为确保段信息安全，采取的保护措施有哪些？（1）越界检查：（2）、存取控制检查：（3）、环保护机构：详见书本 176 页四、综合题：1、一个进程已经分配到 4 个物理块，每一页的装入时间、最后访问时间、访问位A、修改位 M如下表所示（所有数字为十进制）：（1）若页面大小为 1024B ，则逻辑地址 3125 对应的物理地址是什么？页号： 3125 /1024=3; 对应块号为： 2页内偏移： 3125 mod 1024 =53;物理地址： 2*1024+53=2101（2）当进程访问4 号页面时，产生缺页中断。

请分别用FIFO、LRU和改进型 Clock 置换算法选择淘汰页面；要求给出其页号，并说明作出该决定的原因。

页号块号装入时间最后访问时间访问位 A 修改位 M2760 279 0111130 290 000426 160 103220 200 11FIFO ：页面装入顺序： 3 0 2 1（按装入时间排序），优先淘汰装入时间最早的，淘汰3号页；LRU ：访问顺序： 0 3 2 1（按照最后访问时间排序），优先淘汰最近没访问的，淘汰0 号页；Clock：A 为访问位： A 为 0 表示未访问，为 1 表示已访问； M 为修改位M=0 表示未修改，M=1 表示已修改,；依次将页面分为4 类：0（ A=1 ，M=0 ）,1（ A=0,M=0 ）,2（ A=0,M=1 ）, 3(A=1,M=1); 优先淘汰既未访问过，又未修改过的页面；淘汰 1 号页2、在一个请求分页存储管理系统中，一个作业的页面走向为4， 3，2，1， 4，3， 5， 4， 3，2，1，5，当分配给该作业的物理块数分别为 3，4 时，试计算采用下述页面淘汰算法时的缺页率（假设开始执行时主存中没有页面），并比较所得结果。

（1）最佳置换淘汰算法缺页率随着块数的增加而减小3 块物理块：：缺页率：7/12=58.3%4 块物理块：缺页率：6/12=50%（2）先进先出淘汰算法3 块物理块：：缺页率：9/12=75%4 块物理块：缺页率：10/12=83.3%（3）最近最久未使用淘汰算法3 块物理块：：缺页率：10/12=83.3%4 块物理块：缺页率：8/12=66.7%例子：以作参照考虑下述页面走向：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 时，试问 FIFO 、LRU 、OPT 这三种置换算法的缺页次数各是多少?解：所有内存块最初都是空的，所以第一次用到的页面都产生一次缺页。

采用FIFO 页面淘汰算法的缺页情况如表所示。

发生缺页的次数为16。

采用 LRU 页面淘汰算法的缺页情况如表3． 11 所示。

发生缺页的次数为15。

采用 OPT 页面淘汰算法的缺页情况如表3． 12 所示。

发生缺页的次数为11。

4．已知页面走向为1、2、1、3、1、2、4、2、l 、3、4，且开始执行时内存中没有页面。

若只给该作业分配 2 个物理块，当采用FIFO 页面淘汰算法时缺页率为多少?假定现有一种淘汰算法，该算法淘汰页面的策略为当需要淘汰页面时，就把刚使用过的页面作为淘汰对象，试问就相同的页面走向，其缺页率又为多少?解：根据题目中所给页面走向，采用FIFO 淘汰算法的页面置换情况如表所示。

从表中可以看出，页面引用次数为11 次，缺页次数为 9 次，所以缺页率为：9／ 11=81.8％。