操作系统内存练习题及答案.pdf

首都师范大学 2010 2011 学年第一学期 操作系统内存练习答案 Capital Normal University fall semester of 2010 2011 Exercises for Memory Management Answer Name Id number 姓名 学号 毛 题号 一 二 总分 得分 一 选择题 一 选择题 本大题共 30 个小题 每小题 2 分 共 60 分 在给出的四个选项中 只有一项是符合题意的 把 所选项前的字母填在题后的括号内 得分评卷人 1 下列关于存储器管理功能的论述中 和 是正确的 即使在多道程序设计的环境下 用户也能设计用物理地址直接访问内存的程 序 内存分配最基本的任务是为每道程序分配内存空间 其所追求的主要目 标是提高存储空间的利用率 为了提高内存保护的灵活性 内存保护通常由 软件实现 交换技术已不是现代操作系统中常用的技术 地址映射是指 将程序空间中的逻辑地址变为内存空间的物理地址 虚拟存储器是物理上扩 充内存容量 A B C D 2 提高内存利用率主要是通过内存分配功能实现的 内存分配的基本任务是 为每道程序 使每道程序能在不受干扰的环境下运行 主要是通过 功能实现的 分配内存 内存保护 地址映射 对换 内存扩充 逻辑地址到物理地址的变换 内存到外存间交换 允许用户程序的 地址空间大于内存空间 A B C D 3 静态重定位是在作业的 中进行的 动态重定位是在作业的 中进行的 编译过程 装入过程 修改过程 执行过程 A B C D 装 订 线 内 请 勿 答 题 装 订 线 内 请 勿 答 题 第 1 页 共 8 页 4 静态链接是在 进行的 而动态链接是在 或 进行 的 其中在 进行链接 可使得内存利用率最高 编译某段程序时 装入某段程序时 调用某段程序时 紧凑时 即内存紧缩 装入程序之前 A B C D 5 由连续分配方式发展为分页存储管理方式 再由分页系统发展为分段系 统 进而又发展为段页式系统的主要动力是 提高内存利用率 提高系统吞吐量 满足编程需要 既满足编 程要求 又提高内存利用率 A B C D 6 在动态分区式内存管理中 倾向于优先使用低址部分空闲区的算法是 能使内存空间中空闲区分布得较均匀的算法是 每次分配时 把既能满足要求 又是最小的空闲区分配给进程的算法是 最佳适应算法 最坏适应算法 首次适应算法 循环首次适应 算法 即 Next fit A B C D 7 在首次适应算法中 要求空闲分区按 的顺序形成空闲分区链 在 最佳适应算法中是按 的顺序形成空闲分区链 最坏适应算法是按 的顺序形成空闲链 空闲区起始地址递增 空闲区起始地址递减 空闲区大小递增 空闲区大小递减 A B C D 8 对外存对换区的管理应以 为主要目标 对外存文件区的管理应以 为主要目标 提高系统吞吐量 提高存储空间的利用率 降低存储费用 提 高换入换出速度 A B C D 9 在页式存储管理中 其虚拟地址空间是 的 在段式存储管理中 其虚拟地址空间是 的 在段页式存储管理中 其虚拟地址空间是 的 一维 二维 三维 层次 A B C D 第 2 页 共 8 页 10 在没有快表的情况下 分页系统每访问一次数据 要访问 次内 存 分段系统每访问一次数据 要访问 次内存 段页式系统每访问一次数 据 要访问 次内存 1 2 3 4 A B C D 11 通常情况下 在下列存储管理方式中 支持多道程序设计 管理 最简单 但存储碎片多 使内存碎片尽可能少 而且使内存利用率最高 段式 页式 段页式 固定分区 可变分区 A B C D 12 下述存储管理方式中 会产生内部碎片的是 会产生外部碎片的 是 页式和段式 页式和段页式 动态分区方式和段式 动态分区 方式和段页式 A B C D 13 请求分页存储管理系统 若把页面的大小增加一倍 则缺页中断次数的 变化为 A 减少一半 B 增加一倍 C 无变化 D 不确定 14 一个虚拟存储器 其地址空间的大小等于 A 辅存的容量加上主存的容量 B 地址系统的字长所决定的容量 C 主存的容量 D 辅存的容量 15 从下列关于非虚拟存储器的论述中 选出一条正确的论述 A 作业在运行前 必须全部装入内存 运行过程中也一直驻留内存 B 作业在运行前 不必全部装入内存 运行过程中不必一直驻留内存 C 作业在运行前 不必全部装入内存 运行过程中必须一直驻留内存 D 作业在运行前 必须全部装入内存 运行过程中不必一直驻留内存 16 虚拟存储器的特征是基于 A 计算机的高速性 B 大容量的内存 C 大容量的硬盘 D 局部性原理 17 实现虚拟存储器最关键的技术是 A 内存分配 B 置换算法 装 订 线 内 请 勿 答 题 C 请求调页 段 D 对换空间管理 第 3 页 共 8 页 18 在请求分页系统的页表增加了若干项 其中状态位供 参考 A 分配页面 B 置换算法 C 程序访问 D 换出页面 19 在请求分页系统的页表增加了若干项 其中修改位供 参考 A 分配页面 B 置换算法 C 程序访问 D 换出页面 20 在请求分页系统的页表增加了若干项 其中访问位供 参考 A 分配页面 B 置换算法 C 程序访问 D 换出页面 21 在请求分页系统的页表增加了若干项 外存始址供 参考 A 分配页面 B 置换算法 C 程序访问 D 换出页面 22 在请求调页系统中 若逻辑地址中的页号超过页表控制寄存器中的页表 长度 则会引起 A 输入 输出中断 B 时钟中断 C 越界中断 D 缺页中断 23 在请求调页系统中 若所需的页不在内存中 则会引起 A 输入 输出中断 B 时钟中断 C 越界中断 D 缺页中断 24 从下面关于请求分段存储管理的叙述中 选出一条正确的叙述 A 分段的尺寸受内存空间的限制 且作业总的尺寸也受内存空间的限制 B 分段的尺寸受内存空间的限制 但作业总的尺寸不受内存空间的限制 C 分段的尺寸不受内存空间限制 且作业总的尺寸不受内存空间的限制 D 分段的尺寸不受内存空间的限制 但作业总的尺寸受内存空间的限制 25 测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为 CPU利用率 20 用 于对换空间的硬盘的利用率 97 7 其他设备的利用率 5 由此断定系统出现 异常 此种情况下 能提高 CPU的利用率 A 安装一个更快的硬盘 B 通过扩大硬盘容量 增加对换空间 C 增加运行进程数 D 减少运行的进程数 26 条件同上题 A 加内存条 增加物理空间容量 B 增加一个更快速的 CPU C 增加其他更快的 IO设备 D 使用访问速度更快的内存条 27 抖动 现象的发生是由 引起的 A 置换算法选择不当 B 交换的信息量过大 C 内存容量不足 D 请求页式管理方案 第 4 页 共 8 页 28 下面哪种内存管理方法有利于程序的动态链接 A 分段存储管理 B 分页存储管理 C 可变式分区管理 D 固定式分区管理 29 为使虚存系统有效地发挥其预期的作用 所运行的程序应具有的特性是 A 该程序不应含有过多的 I O操作 B 该程序的大小不应超过实际的内存容量 C 该程序应具有较好的局部性 Locality D 该程序的指令相关不应过多 30 在请求调页系统中 用户程序凡未装入过内存的页都应从 调 入 A 系统区 B 文件区 C 缓冲 区 D 对换区 四 综合题 四 综合题 本大题有 4小题 共 40分 1 在一个采用页式虚拟存储管理的系统中 有一用户作业 它依次要访问的 指令地址序列为 110 215 128 86 456 119 301 445 266 337 单位 字 若该作业的第 0 页已经装入内存 现分配给该作业的主存共 300 字 页的 大小为 100 字 请回答下列问题 a 按 FIFO 调度算法将产生多少次缺页中断 缺页中断率为多少 b 按 LRU调度算法将产生多少次缺页中断 缺页中断率为多少 答案 采用 FIFO调度算法时 缺页中断率为 4 10 40 采用 LRU调度算法时 缺页中断率为 5 10 50 分析 本题给出的是具体的逻辑地址 要求根据页面大小写出虚页号 从 而得出页面踪迹 计算时注意起始地址 假设逻辑地址从 0 开始 页面大小为 100 字 可以求得页面走向的虚页号分别为 1 2 1 0 4 1 3 4 2 3 根据题意 0 页已经调入内存 分配的内存为 300 字 每页 100 字 则分配给该进 程的是 3 个页框 那么 当采用 FIFO调度算法时 其页面置换如下表所示 虚页号 1 2 1 0 4 1 3 4 2 3 A 1 2 2 2 4 4 3 3 3 3 B 0 1 1 1 2 2 4 4 4 4 C 0 0 0 1 1 2 2 2 2 缺页 Y Y N N Y N Y N N N 得分评卷人 装 订 线 内 请 勿 答 题 第 5 页 共 8 页 共缺页 4 次 当采用 LRU调度算法时 其页面置换如下表所示 虚页号 1 2 1 0 4 1 3 4 2 3 A 1 2 1 0 4 1 3 4 2 3 B 0 1 2 1 0 4 1 3 4 2 C 0 0 2 1 0 4 1 3 4 缺页 Y Y N N Y N Y N Y N 共缺页 5 次 2 在某个请求分页管理系统中 假设某进程的页表内容如下表所示 页号 页框 Page Frame 号 有效位 存在位 0 120H 1 1 0 2 850H 1 页面大小为 4KB 一次内存的访问时间是 200ns 一次快表 TLB 的访问 时间是 20ns 处理一次缺页的平均时间为 10 9ns 己含更新TLB和页表的时间 进程的驻留集大小固定为二页 采用最近最久未使用置换算法 LRU 和局部置 换策略 假设 TLB初始为空 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 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 2345H 1876H 258FH 请问 a 依次访问上述三个虚地址 各需多少时间 给出计算过程 b 基于上述访问序列 虚地址 1876H的物理地址是多少 请说明理由 答案 a 根据页式管理的工作原理 应先将页号和页内位移地址分解出来 页面 大小为 4KB 即 2 12 则得到页内偏移量占虚地址的低 12 位 那么页号占剩余高 4 位 可得三个虚地址的页号如下表 地址 页号 页内位移 2345H 2 345H 1876H 1 876H 258FH 2 58FH 2345H 指令 页号为 2 访问快表 20ns 找不到页框 因条件所给初始为空 需 要再到内存访问页表 花费 200ns 得到页框号 合成物理地址后去主存取指令需 要花费 200ns 总时间 20ns 200ns 200ns 420ns 1876H指令页号为 1 访问快表 20ns 不在TLB 访问页表 200ns 不在内存 发 生缺页中断花费 10 9ns 取得新页框号 含TLB更新 合成物理地址后去主存取 指令需要花费 200ns 总时间 20ns 200ns 10 9ns 200ns 109ns 258FH 指令 页号为 2 访问快表 因第一次访问己将该页号放入快表 因此花费 20ns便可合成物理地址 访问主存取指 200ns 共计 20ns 200ns 220ns 第 6 页 共 8 页 b 当访问虚地址 1876H 时 因不在内存而产生缺页中断 因驻留集为二 页 现在已有 0 页和 2 页在内存 必须从中淘汰一个页面 从而将新 1 页调入内 存 根据 LRU 置换算法 0 页和 2 页除有效位以外的其它信息未知 但是 第 2 页刚刚访问过 其引用位应刚置为 1 且时间间隔不长 根据最近最久未使用置换 算法 相比之下应首先淘汰 0 号页面 因此 1876H的对应页框号为 120H 由此可 得 1876H的物理地址为 120876H 3 某一台计算机采用虚拟存储管理技术 共有 6 个页框 它们的进入内存时间 上次引用时间 引用位 R 存在位 P或称有效位 及修改位 M 如下表所 示 其中时间单位为虚拟时间值 请问 当采用 NRU FIFO LRU和 Clock 算法 将替换哪一页 此时 Clock 指针指向 0 页 页 进入时间 上次引用时间 R P M 0 1380 4880 1 1 1 1 2890 3000 1 1 0 2 1100 3400 1 1 1 3 0080 2330 0 0 0 4 2440 4110 0 1 0 5 1950 2100 0 0 1 NRU算法淘汰的是第 4页 FIFO算法淘汰的是第 2页 LRU算法淘汰的是第 1页 Clock 算法淘汰的是第 4页 分析 NRU 算法是从那些最近一个时期内未被访问过的页中选择不需要回 写磁盘的页面淘汰掉 若都一样则随机选择 从表中可以看出 R 位和 M 位均为 0 的页面只有第 4 页 故先淘汰 FIFO 算法是淘汰最先进入内存的页面 由表中可以看到 第 3 页进入内存的 时间最早 但是它已经不在内存了 P 位为 0 故重新选择页面 符合要求的是 第 2 页 因此按 FIFO算法淘汰 2 页 LRU 算法淘汰最近最久未使用的页 由表中可以看到 第 5 页的上次引用时 间最早 但是也已经被淘汰了 继续找 发现第 1 页的上次引用时间最早 因 此 淘汰第 1 页 Clock 算法只是根据 R 位判断 由于当前指针指向了第 0 页 其 R 位为 1 清 零后指向第 1 页 依次清零直到第 4页 故淘汰第 4 页 装 订 线 内 请 勿 答 题 第 7 页 共 8 页 4 某虚拟存储器的用户地址空间为 32 个页面 每页 1K 主存有 16K 假定 某时刻操作系统为用户的第 0 1 2 3 页分配的物理页面为 5 10 4 7 见下 表 而该用户的作业长度为 6 页 试将十六进制虚拟地址 0A