习题解答5-7章

《操作系统教程》习题解答第五章

6．试比较分页式存储管理和分段式存储管理。

段式页式

分段由用户设计划分，每段对应一个相应的的程序模块，有完整的逻辑意义分页用户看不见，由操作系统为内存管理划分

段面是信息的逻辑单位页面是信息的物理单位

便于段的共享，执行时按需动态链接装入。页一般不能共享

段长不等，可动态增长，有利于新数据增长。页面大小相同，位置不能动态增长。

二维地址空间：段名、段中地址；段号、段内单

元号

一维地址空间

管理形式上象页式，但概念不同往往需要多次缺页中断才能把所需信息

完整地调入内存

实现页（段）的共享是指某些作业的逻辑页号（段号）对应同一物理页号（内存中该段的起始地址）。页（段）的保护往往需要对共享的页面（段）加上某种访问权限的限制，如不能修改等；或设置地址越界检查，对于页内地址（段内地址）大于页长（段长）的存取，产生保护中断。

11、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：2，3,2,1,5,2,4,5,3,2,5和2。当分配给该作业的物理页框块数为3时，试计算访问过程中发生的缺页中断次数和缺页中断率。

答：

（1）根据所给页面走向，使用OPT算法时，页面置换情况如下表所示：

缺页中断次数为：6

缺页中断率为：6/12

（2）根据所给页面走向，使用FIFO算法时，页面置换情况如下表所示：

缺页中断次数为：9

缺页中断率为：9/12

（3）根据所给页面走向，使用LRU算法时，页面置换情况如下表所示：

缺页中断次数为：7

缺页中断率为：7/12

13.

(1)物理地址=400+430=830

(2)物理地址=1300+200=1500

(3)地址越界

(4)缺段中断

15.

0A5C=0000 1010 0101 1100

1KB=210B

虚拟地址的高六位为页号，低10位为页内地址

页号=000010B=2 ,对应的物理块号为4，页内地址=1001011100B=604

物理地址=4*1024+604=4700

093C=0000 1001 0011 1100 页号为2，对应的物理块为4，页内地址=100111100=316

物理地址=4*1024+316=4412

16．设有一页式存储管理系统，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？内存空间有多大？

答：2^4×2^11=2^15，所以逻辑地址至少应为15位

2^3×2^11=16KB，内存空间为16KB

8.

(1)使用FCFS算法

从143磁道开始

86 57

147 61

91 56

177 86

94 83

150 56

102 48

175 73

130 45

总寻道长度565 (2)使用SSTF算法

147 4

150 3

130 20

102 28

94 8

91 3

86 5

175 89

177 2

总寻道长度162 (3)使用SCAN算法

147 4

150 3

175 25

177 2

130 47

102 28

94 8

91 3

86 5

总寻道长度=125

2、什么是文件的逻辑结构？它有哪几种组织方式？

由相关数据项构成的记录称为逻辑记录，由逻辑记录构成的文件称为逻辑文件。它是用户可见并直接处理的数据结构。

逻辑文件从结构上分可分为两类：无结构的流式文件和有结构的记录式文件。

1）流式文件——文件内的数据是依次存放的一串信息集合。流式文件可以看成是无结构的文件，也可以看成只有一个记录的记录式文件。源程序、可执行文件、库函数等文件，通常采用的是无结构的流式文件。

2）记录式文件——由若干个记录组成。文件中的记录可以是顺序的，也可能是不存在相互关系。记录式文件中的记录长度可以是相等的，也可以是不等的。

3．什么是文件的物理结构？它有哪几种组织方式？

文件的物理结构和组织是指逻辑文件在物理存储空间中的存放方法和组织关系。

组织方式

（1）连续文件将文件中逻辑上连续的信息存放到存储介质的依次相邻的块中便形成顺序结构，这类文件叫顺序文件，又称连续文件。

（2）串联文件串联文件是在将逻辑文件存储到外存上时，不要求为整个文件分配连续的空间，而是可以装入到离散的多个盘块中，然后再用链接指针将这些离散的盘块链接成一个队列，这样形成的物理文件称为链接文件。

（3）索引文件系统为每个文件建立了一张索引表，其中，每个表目包含一个记录的键（或逻辑记录号）及其记录数据的存储地址，存储地址可以是记录的物理地址，也可是记录的符号地址，这种类型的文件称索引文件。索引表的地址可由文件目录指出，查阅索引表先找到的是相应记录键（或逻辑记录号），然后，获得数据存储地址。

10、gid是组ID，uid是用户ID。可执行文件F。

12、如果一个索引节点为128B，指针长4B，状态信息占用68B，而每块大小为8KB。问在索引节点中有多大空间给指针？使用直接、一次间接、二次间接和三次间接指针分别可表示多大的文件？

由于索引节点为128B，而状态信息占用68B，故索引节点中用于磁盘指针的空间大小为：128-68=60字节。

一次间接、二次间接和三次间接指针占用三个指针项，因而直接指针项数为：60/4-3=12个。每块大小为8KB。所以，直接指针时：12×8192=96KB。

一次间接指针时：8192/4=2048，即一个磁盘块可装2048个盘块指针，2048×8192=16MB。二次间接指针时：2048×2048=4M，即二次间接可装4M个盘块指针，4M×8192=32GB。三次间接指针时：2048×2048×2048=8G，即三次间接可装8G个盘块指针，8G×8K = 64TB