第四章 存储器管理思考题答案

第四章存储器管理

1.在一分页存储管理系统，页面大小为4KB。已知某进程的第0、1、

2、3、4页依次存在内存中的6、8、10、14、16物理块号中，现有逻辑地址为12138B, 3A5CH ，分别求其所在的页号、页内相对地址、对应的物理块号以及相应的物理地址。

解：（1）已知页面大小4KB=4096D

页号p=INT[12138/4096]=2, 页内位移d=12138MOD4096=3946D

查页表可知页号2对应物理块号为10。由地址转换原理可得：块内位移等于页内位移。

故物理地址=10*4096+3946=44906B

（2）解法一：

已知页面大小4KB=212B，占12位，逻辑地址长度为16位，故高4位为页号，低12位为页内位移。

逻辑地址为：3A5CH=11101001011100B。则页号为：3。

查页表可知页号3对应物理块号为14。由地址转换原理可得：块内位移等于页内位移，物理地址高4位为物理块号，低12位为块内位移。故物理地址为：1110101001011100B=EA5CH=59996D

解法二：

已知页面大小4KB=4096D，逻辑地址3A5CH=14940D。

页号p=INT[14940/4096]=3, 页内位移d=14940MOD4096=2652D

查页表可知页号3对应物理块号为14。由地址转换原理可得：块内

位移等于页内位移。

故物理地址=14*4096+2652=59996D=EA5CH

4.26在一个请求分页系统中，采用FIFO、最近最久未使用、最佳页面置换算法时，假如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M分别为3和4时，试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率。并比较所得结果。解：

(1)分配给该作业3个物理块时，采用FIFO页面替换算法，进程执行过程中页面置换如下表:

上表中，第一行为进程执行时要访问的页面次序，第二行为最先调入主存的页面，最后一行为发生缺页中断时替换的页面。

缺页次数为6+3，缺页中断率为：9/12。

分配给该作业4个物理块时，采用FIFO页面替换算法，进程执行过程中页面置换如下表:

上表中，第一行为进程执行时要访问的页面次序，第二行为最先调入主存的页面，最后一行为发生缺页中断时替换的页面。

缺页次数为6+4，缺页中断率为：10/12。

结果分析：多分配一个物理块没有减少缺页次数。

(3)分配给该作业3个物理块时，采用LRU页面替换算法，进程执行过程中页面置换如下表:

缺页次数为7，缺页中断率为：7/12。

分配给该作业4个物理块时，采用LRU页面替换算法，进程执行过程中页面置换如下表:

缺页次数为4，缺页中断率为：4/12。

结果分析：多分配一个物理块可有效减少缺页次数。

(3)分配给该作业3个物理块时，采用最佳页面替换算法，进程执行过程中页面置换如下表:

缺页次数为4+3，缺页中断率为：7/12。

分配给该作业4个物理块时，采用最佳页面替换算法，进程执行过程中页面置换如下表:

缺页次数为2+4，缺页中断率为：6/12。

结果分析：多分配一个物理块可减少缺页次数。

（2009年考研题）46.（8 分）请求分页管理系统中，假设某进程的页表内容如下表所示。页表内容

页面大小为 4KB，一次内存的访问时间是 100ns，一次快表（TLB）的访问时间是 10ns，处理一次缺页的平均时间为 108ns（已含更新TLB 和页表的时间），进程的驻留集大小固定为 2，采用最近最少使用置换算法（LRU）和局部淘汰策略。

假设①TLB 初始为空；②地址转换时先访问 TLB，若 TLB 未命中，再访问页表（忽略访问页表之后的 TLB 更新时间）；③有效位为 0 表示页面不在内存，产生缺页中断，缺页中断处理后，返回到产生缺页中断的指令处重新执行。设有虚地址访问序列 2362H、1565H、25 A5H，请问：

（1）依次访问上述三个虚地址，各需多少时间？给出计算过程。（2）基于上述访问序列，虚地址 1565H 的物理地址是多少？请说明理由。

解答：

（1）根据页式管理的工作原理，应先考虑页面大小，以便将页号和页内位移分解出来。页面大小为 4KB，即 212，则得到页内位移占虚地址的低 12 位，页号占剩余高位。可得三个虚地址的页号 P 如下（十六进制的一位数字转换成 4 位二进制，因此，十六进制的低三位正好为页内位移，最高位为页号）：

2362H：P=2，访问快表 10ns，因初始为空，访问页表 100ns 得到页框号，合成物理地址后访问主存 100ns，共计 10ns+100ns+100ns=2 10ns。

1565H：P=1，访问快表 10ns，落空，访问页表 100ns 落空，进行缺页中断处理 108ns，合成物理地址后访问主存 100ns，共计 10ns+1 00ns+108ns+100ns≈318ns。

25A5H：P=2，访问快表，因第一次访问已将该页号放入快表，因此花费 10ns便可合成物理地址，访问主存 100ns，共计 10ns+100ns=11 0ns

（2）当访问虚地址 1565H 时，产生缺页中断，合法驻留集为 2，必须从页表中淘汰一个页面，根据题目的置换算法，应淘汰0号页面，因此1565H 的对应页框号为 101H。由此可得 1565H 的物理地址为101565H。

（2010年考研题）46.(8分)设某计算机的逻辑地址空间和物理地址空间均为64KB，按字节编址。某进程最多需要6页数据存储空间，页的大小为1KB，操作系统采用固定分配局部置换策略为此进程分配4个页框。

当该进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据。请回答下列问题：

(1)、该逻辑地址对应的页号是多少?

(2)、若采用先进先出(FIFO)置换算法，该逻辑地址对应的物理地址？要求给出计算过程。

(3)、采用时钟(Clock)置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。（设搜索下一页的指针按顺时针方向移动，且指向当前2号页框，示意图如下）