2014计算机考研高分笔记习题详解(操作系统科目)试读版.pdf

第3章 内存管理 天勤论坛 第 3 章 内存管理 本章复习建议本章复习建议 暂未更新 暂未更新 根据历年考查情况来看 2009 2012 年本章出题的分值分别为 12 分 12 分 6 分 9 分 且 2009 年 2010 年 2012 年都出了一道综合题 2013 年本章出大题的可能性还是很大的 内存管理这部分内容要作为重点进行复习 这部分内容的考查方式也很灵活 虚拟内存这部分内容可以结合计算机组成原理科目中的虚拟存储器来进行复习 建议重点复习建议重点复习 暂未更新 暂未更新 内存连续分配算法 2009 年 2010 年选择题 非连续分配管理方式 2009 年 2010 年选择题 虚拟内存请求分页的基本原理 2011 年 2012 年选择题 2009 年 2012 年大题 页面置换算法 2009 年 2010 年 2012 年大题 历年考题分布历年考题分布 暂未更新 暂未更新 年份 单项选择题 综合应用题 考查内容 小计 2012 年 1 题 2 1 题 7 1 虚拟存储器 2 请求分页系统 9 分 2011 年 3 题 2 0 题 1 抖动 2 缺页中断 3 地址映射 6 分 2010 年 2 题 2 1 题 8 1 最佳适应算法 2 多级分页地址 3 固定分区置换 12 分 2009 年 2 题 2 1 题 8 1 内存保护 2 分段存储 3 请求分页系统 12 分 考题大预测 仅供参考 考题大预测 仅供参考 暂未更新 暂未更新 考查 1 道大题 2 道单选题 根据历年真题分析 本章一直是重点考查的章节 今年大 题应该会在请求分页系统 页面置换算法等内容上进行命题 单选题应该会在内存连续分配 算法 分段存储等内容上进行命题 第3章 内存管理 天勤论坛 基础题部分 一 单项选择题 下列每题给出的 4 个选项中 只有一个最符合试题要求 1 支持程序存放在不连续内存中的存储管理方法有 动态分区分配 固定分区分配 分页式分配 段页式分配 分段式分配 A 和 B 和 C 和 D 和 2 某虚拟存储器系统采用页式内存管理 使用 LRU 页面替换算法 考虑下面的页面访 问地址流 每次访问在一个时间单位中完成 1 8 1 7 8 2 7 2 1 8 3 8 2 1 3 1 7 假定内存容量为 4 个页面 开始时是空的 则缺页次数为 A 4 B 5 C 6 D 7 3 在动态分区式内存管理中 能使内存空间中空闲区分布较均匀的算法是 A 最佳适应算法 B 最坏适应算法 C 首次适应算法 D 循环首次适应算法 4 在动态分区式内存管理中 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 A 最佳适应算法 B 最坏适应算法 C 首次适应算法 D 循环首次适应算法 5 下面关于存储器管理功能的论述 正确的是 A 即使是在多道程序设计环境下 用户也能设计用内存物理地址直接访问内存的程序 B 内存分配最基本的任务是为每道程序分配内存 其追求的主要目标是提高存储空间 的利用率 C 为了提高内存保护的灵活性 内存保护通常由软件实现 D 虚拟存储器是在物理上扩充内存容量 6 在下面关于存储功能的论述中 正确的是 A 即使在多道程序环境下用户也可以编制用物理地址直接访问内存的程序 B 内存分配的基本任务是为每道程序分配内存空间 其追求的目的则是提高内存利用率 C 为提高内存保护的灵活性 内存保护通常由软件完成 D 在编译过程中将程序中的逻辑地址转变为内存空间的物理地址 7 在请求调页系统中 若逻辑地址中的页号超过页表控制器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 8 在段页式分配中 CPU 每次从内存中取一次数据需要访问内存的次数为 A 1 B 2 C 3 D 4 9 在分段式存储管理系统中 为了让两个不同的进程共享同一存储段 下面方法正确的 是 A 让进程拥有相同的段表 第3章 内存管理 天勤论坛 B 让进程各自的段表项拥有相同的段起始地址和段长度 C 让进程拥有相同的页表 D 不同的进程无法实现共享同一存储段 10 段页式存储管理汲取了页式管理和段式管理的长处 其实现原理结合了页式和段式 管理的基本思想 即 A 用分段方法来分配和管理物理存储空间 用分页方法来管理用户地址空间 B 用分段方法来分配和管理用户地址空间 用分页方法来管理物理存储空间 C 用分段方法来分配和管理主存空间 用分页方法来管理辅存空间 D 用分段方法来分配和管理辅存空间 用分页方法来管理主存空间 11 下列技术中属于以时间换空间的是 A 分时技术 B 虚拟技术 C 并发技术 D 缓冲技术 12 在请求分页系统中 没有优先考虑最近使用过的页面的置换算法是 A 最佳置换算法 B 最近最久未使用算法 C 先进先出算法 D 时钟置换算法 13 现代操作系统中 提高内存利用率的功能是 使每道程序能在不受干扰的环 境下运行的功能是 对换 内存保护 地址映射 A B C D 14 静态重定位是在作业的 中进行的 动态重定位是在作业 中进行的 编译过程 装入过程 修改过程 执行过程 A B C D 15 在请求分页系统中的页表中增加的外存始址的作用是 A 供分配页面时参考 B 供置换算法参考 C 供程序访问时参考 D 供页面调入调出时参考 16 下面关于请求分段存储管理的叙述中正确的叙述是 A 分段的尺寸受内存空间的限制 且作业总的尺寸也受到内存空间的限制 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的限制 且作业总的尺寸也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 17 联想寄存器在计算机系统中用于 A 存储文件信息 B 与主存交换信息 C 地址变换 D 存储通道程序 18 程序的装入方式中 目标程序可以不经过任何改动而装入物理内存单元的是 A 静态重定位 B 动态重定位 C 编译或汇编 D 存储扩充 19 分区管理要求对每一个作业都要分配 的内存单元 第3章 内存管理 天勤论坛 A 地址连续 B 若干地址不连续 C 若干连续的帧 D 若干不连续的帧 20 分页管理中 页表的起始地址存放在 A 内存 B 页表 C 快表 D 页表寄存器 21 系统 抖动 现象发生的原因是 A 置换算法选择不当 B 交换信息量过大 C 内存容量不足 D 请求页式管理方案 22 在计算机系统工作期间 长驻主存储器的是 A 应用程序 B 操作系统的核心程序 C 引导程序 D 操作系统 23 下面算法中不属于页式虚拟存储管理中的页面调度算法的是 A 先进先出调度算法 B 最近最少使用调度算法 C 优先数调度算法 D 最近最久未使用调度算法 24 在存储管理方案中 可用上 下限地址寄存器存储保护的是 A 页式管理 B 段式管理 C 固定分区管理 D 段页式管理 25 下列关于内外存的存储单位的说法正确的是 A 一簇 cluster 可由若干块 block 组成 B 一块可由若干簇组成 C 一页 page 可由若干块组成 D 一块包含若干页 26 下面关于存储管理的叙述中正确的是 A 存储保护的目的是限制内存的分配 B 在内存大小为 M 用户个数为 N 的分时系统中 每个用户占用 M N 大小的内存空间 C 在虚拟内存系统中 只要磁盘空间无限大 作业就能拥有任意大的编址空间 D 实现虚拟内存管理必须有相应的硬件的支持 27 下列存储管理方案中 可采用覆盖技术的是 A 单一连续存储管理 B 可变分区存储管理 C 段式存储管理 D 段页式存储管理 28 在页式存储管理系统中 页表内容如下表 若页的大小为 4KB 则地址转换机构将 逻辑地址 0 转换成的物理地址为 A 8192B B 1024B C 2B D 1B 29 对重定位存储管理方式 应 A 在整个系统中设置一个重定位寄存器 B 为每道程序设置一个重定位寄存器 C 为每道程序设置两个重定位寄存器 D 为每道程序和数据都设置一个重定位寄存器 30 采用段式存储管理时 一个程序如何分段是在 时决定的 A 分配主存 B 用户编程 C 装作业 D 程序执行 页号 物理块号 0 2 1 0 2 8 3 11 第3章 内存管理 天勤论坛 31 采用可重入程序是通过 方法来改善系统性能的 A 改变时间片长度 B 改变用户数 C 提高对换速度 D 减少对换数量 32 引入段式存储管理方式 主要是为了更好地满足用户的一系列要求 但不包括 A 节约内存 B 方便编程 C 共享和保护 D 动态链接和增长 33 把作业空间中使用的逻辑地址变为内存中的物理地址称为 A 加载 B 重定位 C 物理化 D 逻辑化 34 用软件方式软件方式实现 LRU 算法的实现开销大的主要原因是 A 需要硬件的特殊支持 B 需要特殊的中断处理程序 C 需要在页表中标明特殊的页类型 D 需要对所有的页进行排序 35 在动态分区式内存管理中 首次适应算法的空闲区是 A 按地址递增顺序连在一起 B 始端指针表指向最大空闲区 C 按大小递增顺序连在一起 D 寻找从最大空闲区开始 36 下列情况中 属于主存利用率不高的体现有 内存中存在着大量 分散的和难以利用的碎片 暂时或长期不运行的程序和数据占据了大量的内存空间 作业较小时造成了内存的作业过多 内存中存在着重复的拷贝 A 和 B 和 C 和 D 全是 37 在运行过程中 许多系统允许程序分配更多的内存给它的地址空间 在程序堆中的 数据分配是这种分配方式的一个实例 下列关于不同内存分配方式的说法错误的是 A 连续内存分配方式下 当没有足够的空间给程序去扩大它已分配的内存空间时 将 要求重新分配整个程序 B 纯段式分配方式下 当没有足够的空间给段去扩大它的已分配内存空间时 将要求 重新分配整个段 C 纯页式分配方式下 当需要扩大它的已分配内存空间时 将要求重新分配全部页 D 在段页式分配方式下 当需要扩大它的已分配内存空间时 系统不需要重新分配全 部页 38 考虑使用大小相等分区的固定分区方案 分区大小为 216B 主存的大小为 224B 使 用一个进程表来包含每一个进程对应的分区 那么 进程表中指向这些分区的指针需要的位 数为 A 24 B 16 C 8 D 40 39 下列关于交换与覆盖的叙述正确的有 覆盖技术仍适用于段页式存储管理 在以进程为单位进行对换时 每次都需将整个进程换出 挂在就绪队列上等待的进程有可能被交换到内存 在请求分页系统的页表中访问字段表示该页在调入内存后是否被修改过 它决定了 第3章 内存管理 天勤论坛 在对该页进行对换操作时 是否要写回到外存上 A B C D 40 下列叙述正确的有 把作业空间中使用的逻辑地址变为内存中的物理地址称为重定位 固定分区方式可以采用静态重定位 动态重定位的特点是可以将程序分配到不连续的存储区 在多道程序环境下 绝对装入方式和可重定位装入方式都适用 A B C D 全对 41 下列关于页表的叙述中错误的是 A 在分页系统中 用户程序能访问页表 B 在页式管理中 页表的作用是实现从虚页号到物理块号的地址映射 C 段页式管理中 一个页表属于某个段 D 在二级页表中 外层页表是指向页表的页表 42 在一个操作系统中对内存采用页式存储管理方法 则所划分的页面大小 A 要依据内存大小而定 B 必须相同 C 要依据 CPU 的地址结构而定 D 要依据内存和外存而定 43 南京理工大学 2006 年 关于请求分页存储管理说法不正确的是 A 程序空间页的大小与计算机物理块的大小总是一致的 B 页地址变换机构必须由相应的硬件支持 C 将用户地址空间分为页号和页内偏移对用户是感觉不到的 D 在请求调页的系统中 用户程序必须全部装入主存 44 湖南大学 2005 年 在页面置换算法中 存在 Belady 现象的算法是 A 最佳页面置换算法 OPT B 先进先出置换算法 FIFO C 最近最久未使用 LRU D 最近未使用算法 NRU 二 综合应用题 1 在某请求分页管理系统中 一个作业共 5 页 作业执行时一次访问如下页面 1 4 3 1 2 5 1 4 2 1 4 5 若分配给该作业的主存块数为 3 分别采用最佳置换算法 OPT 先进先出置换算法 FIFO 最近最久未使用置换算法 LRU 时钟置换算法 CLOCK 试求出缺页中断的次数及缺页率 2 假定某页式管理系统中 主存为 128KB 分成 32 块 块号为 0 1 2 3 31 某作业有 5 块 其页号为 0 1 2 3 4 被分别装入主存的 3 8 4 6 9 块中 有一逻 辑地址为 3 70 试求出其相应的物理地址 其中方括号中的第一个元素为页号 第二个元 素为页内地址 按十进制计算 并画图说明地址变换过程 3 在一采取局部置换策略的请求分页系统中 分配给某个作业的内存块数为 4 其中存 放的 4 个页面的情况如下表所示 物理块 虚页号 装入时间 最后一次访问时间 访问位 修改位 0 2 60 157 0 1 第3章 内存管理 天勤论坛 1 1 160 161 1 0 2 0 26 158 0 0 3 3 20 163 1 1 设表中的所有数字均为十进制 所有时间都是从进程开始运行时从 0 开始计数的时钟数 请问 如果系统采用下列置换算法 将选择哪一页进行换出 1 FIFO 算法 2 LRU 算法 3 改进的 CLOCK 算法 4 考虑一个使用 32 位的地址和 1KB 大小的页的分页虚拟内存系统 每个页表项需要 32 位 需要限制页表的大小为一个页 1 页表一共需要使用几级 2 每一级页表的页表项数目分别是多少 列出所有可能 3 对于 2 中的所有策略 哪一种最好并说明理由 5 假设一个任务被划分成 4 个大小相等的段 并且系统为每个段建立了一个由 8 项的页 描述符表 因此 该系统是分段与分页的组合 假设页尺寸为 2KB 1 每段的最大尺寸为多少 2 该任务的逻辑地址空间最大为多少 3 假设该任务访问的物理单元 00021ABC 中的一个元素 那么为它产生的逻辑地址的 格式是什么 该系统的物理地址空间最大为多少 6 考虑一个请求调页系统 它采用全局置换策略和平均分配内存块的算法 即若有 m 个内存块和 n 个进程 则每个进程分得 m n 个内存块 如果在该系统中测得如下的 CPU 和 对换盘的利用率 请问能否用增加多道程序的度数来增加 CPU 的利用率 为什么 1 CPU 的利用率为 13 盘利用率为 97 2 CPU 的利用率为 87 盘利用率为 3 3 CPU 的利用率为 13 盘利用率为 3 7 考虑一个简单分页系统 其物理存储器大小为 232B 页大小为 210B 逻辑地址空间 分为 216个页 1 逻辑地址空间包含多少位 2 一个页帧中包含多少字节 3 在物理地址中指定页帧需用多少位 4 在页表中包含多少个页表项 页表大小不局限于页大小 5 在每个页表项中包含多少位 假设每个页表项中包含一个有效 无效位 8 考虑一个系统 该系统采用基于页的内存映射 并使用一级页表 假设页表总是在内 存中 1 如果一次存储器访问需要 200ns 那么一次需要调页的存储器访问要多长时间 2 现在增加一个 MMU 在命中或未命中时有 20ns 的开销 如果假设有 85 的存储器 访问命中都在 MMU TLB 中 那么存储器的有效访问时间是多少 3 解释 TLB 命中率如何影响存储器的有效访问时间 9 假设某操作系统存储器采用页式存储管理 页的大小为 64 字节 假定一进程的代码 段长度为 702 字节 页表如下表 A 所示 该进程在联想存储器中的页表如下表 B 所示 现进 程有如下的访问序列 其逻辑地址为八进制的 105 217 567 1120 2500 试问给定的这些 第3章 内存管理 天勤论坛 地址能否转换 若能 请说明地址转换过程及相应的物理地址 若不能 则说明理由 页号 页帧号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 表 A 内存中的页表 页号 页帧号 0 1 2 3 4 F0 F1 F2 F3 F4 表 B 联想存储器中的页表 10 某系统采用可变分区内存管理方式 按地址从低到高排列的空闲分区的大小为 10KB 4KB 20KB 18KB 7KB 9KB 12KB 15KB 对于下列顺序的内存请求 12KB 10KB 15KB 18KB 12KB 分别使用首次适应算法 最佳适应算法 最差适应算法和下次适应算法说明空间的取用 情况 并说明对暂不能分配情况的处理方法 拔高题部分 一 单项选择题 下列每题给出的 4 个选项中 只有一个最符合试题要求 1 测得某个采用按需调页 Demanding paging 策略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利用率为 97 7 其他设备的利用率为 5 由此断定系统 出现异常 此种情况下如何能提高利用率 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 加内存条来增加物理空间容量 2 在使用交换技术时 如果一个进程正在 时 则不能交换出主存 A 创建 B I O 操作 第3章 内存管理 天勤论坛 C 处于临界段 D 死锁 3 下列哪些存储分配方案可能使系统抖动 动态分区分配 简单页式分配 虚拟页式 简单段页式 简单段式 虚拟段式 A 和 B 和 C 只有 D 和 4 对外存对换区的管理应以 为主要目标 A 提高系统吞吐量 B 提高存储空间的利用率 C 降低存储费用 D 提高换入 换出速度 5 下列关于页式存储的说法中 正确的是 在页式存储管理中 若关闭 TLB 则每访问一条数据都要访问两次内存 页式存储管理不会产生内部碎片 页式存储管理当中的页面是用户可以感知的 页式存储方式可以采用静态重定位 A 和 B 和 C D 和 6 在可变式分区分配方案中 某一作业完成后 系统收回其主存空间并与相邻空闲区合 并 为此需修改空闲区表 造成空闲区数减 1 的情况是 A 无上邻空闲区也无下邻空闲区 B 有上邻空闲区但无下邻空闲区 C 有下邻空闲区但无上邻空闲区 D 有上邻空闲区也有下邻空闲区 7 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 可变式存储管理 D 固定式存储管理 8 设内存的分配情况如右表所示 要申请一块 40KB 的内存空间 若采用最佳适应算法 则所得到的分区首址 为 A 100KB B 190KB C 330KB D 410KB 9 采用段式存储管理的系统中 若地址用 24 位表示 其中 8 位表示段号 则允许每段的最大长度是 默 认字长为 1B A 16MB B 64KB C 256B D 4GB 10 在请求分页存储管理中 若采用 FIFO 页面淘汰算 法 则当可供分配的页帧数增加时 缺页中断的次数 A 减少 B 增加 C 无影响 D 可能增加也可能减少 11 某段表的内容如下表所示 段号 段首址 段长度 最大长度为 64KB 地址范围 分配情况 0 100KB 1 占用 100KB 180KB 1 180KB 190KB 1 占用 190KB 280KB 1 280KB 330KB 1 占用 330KB 390KB 1 390KB 410KB 1 占用 410KB 512KB 1 第3章 内存管理 天勤论坛 0 120KB 40KB 1 760KB 30KB 2 480KB 20KB 3 370KB 20KB 一逻辑地址为 0002009AH 它对应的物理地址为 A 120KB 2 B 480KB 154 C 30KB 154 D 480KB 2 12 在采用请求分页式存储管理的系统中 地址变换过程可能会因为下列哪些原因而产 生中断 地址越界 缺页 访问权限错误 存取控制 A 和 B 和 C 和 D 和 13 设一段表如下所示 段号 基地址 段长度 0 219 600 1 2300 14 2 90 100 3 1327 580 4 1952 96 那么逻辑地址 2 88 和 4 100 对应的物理地址分别是 A 90 1952 B 90 2952 C 178 2952 D 178 超过段长而产生越界中断 14 静态重定位和动态重定位分别是由 来完成的 硬件地址变换机构 重定位装配程序 A 都是 B C D 都是 15 某系统的空闲分区表如下表所示 采用可变式分区管理策略 现有如下作业序列 96KB 20KB 200KB 若用首次适应算法和最佳适应算法来处理这些作业序列是否能够满 足该作业序列请求 分区号 大小 起始地址 1 32KB 100KB 2 10KB 150KB 3 5KB 200KB 4 218KB 220KB 5 96KB 530KB A 首次适应算法能满足 最佳适应算法不能满足 B 首次适应算法不能满足 最佳适应算法能满足 C 都能满足 D 都不能满足 16 一台裸机需安装 Windows 7 系统 有下面两个版本的操作系统 第3章 内存管理 天勤论坛 a Windows 7 ultimate x86 b Windows 7 ultimate x64 在其他硬件条件都满足的情况下 单纯从内存单纯从内存的的角度角度来来看看 下面叙述正确的是 A 内存超过 2GB 的裸机适合安装 a 版本的 OS 反之应该装 b 版本 B 内存超过 2GB 的裸机适合安装 b 版本的 OS 反之应该装 a 版本 C 内存超过 4GB 的裸机适合安装 a 版本的 OS 反之应该装 b 版本 D 内存超过 4GB 的裸机适合安装 b 版本的 OS 反之应该装 a 版本 17 设主存容量为 1MB 外存容量为 400MB 计算机系统的地址寄存器有 24 位 那么 虚存的最大容量是 默认字长为 1B A 1MB B 16MB C 17MB D 401MB 18 在请求页式存储管理中 页面的大小与可能产生的缺页中断次数 A 成正相关 B 成反相关 C 无关 D 成固定比例 19 某虚拟存储系统采用 LRU 页面淘汰算法 假设系统为每个作业分配 3 个页面物理内 存 其中一页用来存放程序 其余两页用于存放数据 现有某作业的部分语句如下 int a 150 100 int i j for i 0 i 150 i for j 0 j 100 j a i j 0 设每个页面可存放 150 个整型变量 变量 i j 放在程序页面中 初始时程序和变量在内 存 其余两页空闲 数组 a 按行序存放 最后留在内存中的是数组 a 的最后 A 2 行 B 2 列 C 3 行 D 3 列 20 已知某系统页面长为 4KB 页表项 4B 采用多层分页策略映射 64 位虚拟地址空间 若限定最高层页表占 1 页 问它可以采用分页策略的层数为 A 5 B 6 C 7 D 8 21 在一分页存储管理系统中 页面大小为 4096B 现有一逻辑地址为 2F6AH 且第 0 1 2 页一次存放在物理块 5 10 11 中 该逻辑地址对应的物理地址为 A 2F6AH B 5F6AH C 5A6AH D BF6AH 22 下列存储管理方案中 可以采用静态重定位的是 A 固定分区管理方案 B 可变分区管理方案 C 页式管理方案 D 段式管理方案 23 采用分页存储管理和采用分段存储管理 两者提供给用户的物理地址空间 A 分页存储管理支持更大的物理地址空间 B 分段存储管理支持更大的物理地址空间 C 一样大 D 不能确定 24 操作系统采用分页存储管理方式 要求 A 每个进程拥有一张页表 且进程的页表驻留在内存中 B 每个进程拥有一张页表 但只有执行进程的页表驻留在内存中 C 所有进程共享一张页表 以节约有限的内存空间 但页表必须驻留在内存中 第3章 内存管理 天勤论坛 D 所有进程共享一张页表 只有页表中当前使用的页面必须驻留在内存中 以最大限 度地节省有限的内存空间 25 以下存储管理方式中 会产生内部碎片的是 分段虚拟存储管理 分页虚拟存储管理 段页式分页管理 固定式分区管理 A 和 B 和 C 只有 D 和 26 在页式存储管理中选择页面的大小 需要考虑下列哪些因素 页表的大小 内部碎片引起的内存浪费 磁盘访问时间 A 和 B 和 C 和 D 和 27 已知一个虚拟页式存储系统 内存实地址有 32 位 采用 48 位虚拟地址 页面大小 为 4KB 页表项大小为 8B 则要采用 级页表 页内偏移为 位 A 3 12 B 3 14 C 4 12 D 4 14 28 在现代计算机系统中 存储器是十分重要的资源 能否合理有效地使用存储器在很 大程度上反映了操作系统的性能 并直接影响到整个计算机系统作用的发挥 可以通过哪些 途径来提高主存利用率 将连续分配方式改为离散分配方式 增加对换机制 引入虚拟存储机制 引入存储器共享机制 A 和 B 和 C 和 D 全是 29 在分页式存储管理系统中 进程无法访问不属于它的存储空间的原因是 A 该页面不在此进程的页表内 B 因为会发生缺页中断 C 因为无法完成地址变换 D 都错 任何进程任何时候都可以访问全部存储空间 30 下列关于虚拟存储器的叙述中 正确的是 A 作业在运行前 必须全部装入内存 且在运行过程中也要一直驻留内存 B 作业在运行前 不必全部装入内存 且在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 且在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 且在运行过程中不必一直驻留内存 31 假设一个请求分页系统具有一个平均访问和传输时间为 20ms 的分页硬盘 为了提 高性能 加入了快表 多数活动页表项都可以存在其中 如果页表存放在内存中 内存访问 时间是 1 s 检索快表的时间为 0 2 s 若快表的命中率是 80 未命中快表中的访问中的 50 会导致页错误 则内存的有效存取时间是 A 1001 4 s B 1401 6 s C 2001 4 s D 2401 6 s 32 以下叙述错误的是 A 覆盖对程序员是透明的 B 交换对程序员是透明的 第3章 内存管理 天勤论坛 C 在分页系统环境下 分页对程序员是透明的 D 联想寄存器的地址变换对操作系统是透明的 33 释放和合并空闲内存页时 采用下列哪种管理方式速度最快 A 空闲页位图 B 空闲页栈 C 空闲页链表 D 空闲表 二 综合应用题 1 假定某操作系统存储器采用页式存储管理 一 进程在联想存储器中的页表如表 1 所示 不在联想存储 器的页表项如表 2 所示 假定该进程体 程序与数据 代码长度为 320B 每页 32B 现有 3 个逻辑地址 八 进制 分别为 101 204 576 如果上述逻辑地址能翻 译成物理地址 则说明翻译过程 并指出具体的物理地 址 如果上述逻辑地址不能翻译成物理地址 说明为什 么 2 有一个虚拟存储系统 物理内存共有三页 其 中一页用来存放程序 其余两页用于存放数据 假设程 序已在内存中占一页 其余两页空闲 且矩阵是行优先 存储 程序 A for i 0 i 100 i for j 0 j 100 j A i j 0 程序 B for j 0 j 100 j for i 0 i 100 i A i j 0 若每页可存放 200 个整数 程序 A 和程序 B 的执行过程各会发生多少次缺页 若每页只 能存放100个整数 程序A和程序B的执行过程各会发生多少次缺页 以上说明了什么问题 3 某操作系统采用动态分区存储管理技术 操作系统在低地址占用了 100KB 的空间 用户区主存从 100KB 处开始占用 512KB 初始时 用户区全部为空闲 分配时截取空闲分区 的低地址部分作为已分配区 在执行以下申请 释放操作序列后 请求 300KB 请求 100KB 释放 300KB 请求 150KB 请求 50KB 请求 90KB 进行以下回答 1 采用首次适应算法时 主存中有哪些空闲分区 画出主存分布图 并指出空闲分区 的首地址和大小 2 采用最佳适应算法时 主存中有哪些空闲分区 画出主存分布图 并指出空闲分区 的首地址和大小 3 若随后又要请求 80KB 针对上述两种情况会产生什么后果 说明了什么问题 4 已知一个采用了 LRU 置换算法的请求分页存储管理系统中 页面大小为 4KB 内存 访问速度为 100ns 次 快表访问速度为 20ns 次 缺页中断处理时间为 25ms 次 现有一个长 表 1 联想存储器中的页表 页号 页帧号 0 f1 1 f2 2 f3 3 f4 表 2 内存中的页表 页号 页帧号 4 f5 5 f6 6 f7 7 f8 8 f9 9 f10 第3章 内存管理 天勤论坛 度为 30KB 的进程 P 进入系统 分配给 P 的存储块有 3 块 进程的所有页面都是在该进程运 行中动态装入 若访问快表的命中率为 20 对应于下述页面访问序列 1 4 3 1 2 5 1 4 2 1 4 5 计算 12 个页面的平均有效访问时间是多少 5 某计算机采用段页式虚拟存储器 已知虚拟地址为 32 位 按字编址 每个段最多可 以有 1K 页 每页为 16KB 主存容量为 64MB 回答以下问题 1 求虚拟存储器容量 2 给出逻辑地址和物理地址的格式 3 求一个段表空间开销的最大值 该段对应页表的空间开销为多少 6 下面三个函数 以不同的空间局部性程度执行相同的操作 请对这些函数就空间局部 性进行排序 并解释是如何得到排序结果的 define N 1000 typedef struct int vel 3 int acc 3 point point p N void clear1 point p int n int i j for i 0 i n i for j 0 j 3 j p i vel j 0 for j 0 j 3 j p i acc j 0 void clear2 point p int n int i j for i 0 i n i for j 0 j 3 j p i vel j 0 p i acc j 0 void clear3 point p int n 第3章 内存管理 天勤论坛 int i j for j 0 j n j for i 0 i 3 i p i vel j 0 for i 0 i 3 i p i acc j 0 7 在虚拟分页存储管理的系统中 程序员编写了下面这段代码 已知 A 是一个 10000000 1000 的稀疏矩阵 非零元素个数为 8737953 个 S 是 1000 1000 的矩阵 二维数组 所有元素初始化为 0 每个页面可以容纳 1024 个元素 for i 0 i 10000000 i for j 0 j 999 j if A i j 0 for k j 1 k 1000 k if A i k 0 S j k 1 该程序员运行该程序后 发现严重超时 通过代码分析工具得知 A i k 0 耗时异常严 重 试解释原因 并写出改进后的代码 8 某一个计算机系统采用虚拟页式存储管理方式 当前在处理机上执行的某一个进程的 页表如下所示 所有的数字均为十进制 每一项的起始编号是 0 并且所有的地址均按字节 编址 每页的大小为 1024B 逻辑页号 存在位 引用位 修改位 页框号 0 1 1 0 4 1 1 1 1 3 2 0 0 0 3 1 0 0 1 4 0 0 0 5 1 0 1 5 1 将下列逻辑地址转换为物理地址 写出计算过程 对不能计算的说明为什么 0793 1197 2099 3320 4188 5332 2 假设程序欲访问第 2 页 页面置换算法为改进的 CLOCK 算法 请问该淘汰哪页 页表如何修改 上述地址的转换结果是否改变 变成多少 9 设一个没有设置快表的虚拟页式存储系统 页面大小为 100B 一个仅有 460B 的程序 有下述内存访问序列 下标从 0 开始 10 11 104 170 73 309 185 245 246 434 358 364 为该程序分配有两个可用页帧 Page frame 1 试叙述缺页中断与一般中断的主要区别 2 若分别采用 FIFO 和 LRU 算法 试计算访问过程中发生多少次缺页中断 第3章 内存管理 天勤论坛 3 若一次访存的时间是 10ms 平均缺页中断处理时间为 25ms 为使该虚拟存系统的 平均有效访问时间不大于 22ms 则可接受的最大缺页中断率是多少 10 已知系统为 32 位实地址 采用 48 位虚拟地址 页面大小 4KB 页表项大小为 8B 每段最大为 4GB 1 假设系统使用纯页式存储 则要采用多少级页表 页内偏移多少位 2 假设系统采用一级页表 TLB命中率为98 TLB访问时间为10ns 内存访问时间为100ns 并假设当 TLB 访问失败后才开始访问内存 问平均页面访问时间是多少 3 如果是二级页表 页面平均访问时间是多少 4 上题中 如果要满足访问时间 120ns 那么命中率需要至少多少 5 若系统采用段页式存储 则每用户最多可以有多少个段 段内采用几级页表 11 设一进程共有 5 页 其中程序占 3 页 常数占一页 工作单元占一页 他们依次存 放在外存的第 45 46 98 99 和 100 块 现在程序段已分配在内存的第 7 10 19 页 而常 数区和工作区尚未获得内存 请回答下述问题 1 页表应包括哪些项目 填写此页表 若工作区分配到内存的第 9 页 则页表应如何 变化 2 在运行过程中因需要使用常数而发生中断 假定此时内存无空闲页面 需要把第 9 页淘汰 操作系统应如何处理 页表又将发生什么变换 基础题部分参考答案 一 单项选择题 1 C 非连续分配允许一个程序分散地装入不相邻的内存分区中 动态分区分配和固定分区分 配都属于连续分配方式 而非连续分配有分页式分配 分段式分配和段页式分配三种 2 C 通过模拟 LRU 算法 共产生 6 次缺页中断 过程如下表所示 页面走向 1 8 1 7 8 2 7 2 1 8 3 8 2 1 3 1 7 内存块 LRU 排序 1 8 1 7 8 2 7 2 1 8 3 8 2 1 3 1 7 1 8 1 7 8 2 7 2 1 8 3 8 2 1 3 1 8 1 7 8 8 7 2 1 1 3 8 2 2 3 1 1 1 8 7 2 2 1 3 8 8 2 缺页 3 D 循环首次适应算法是由首次适应算法演变而成的 在为进程分配内存空间时 不再是每 次都从链首开始查找 而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找 直至找到一 个能满足要求的空闲分区 从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业 该算法能 使内存中的空闲分区分布得更均匀 从而减少了查找空闲分区时的开销 但这样会缺乏大的 空闲分区 4 A 第3章 内存管理 天勤论坛 所谓 最佳 是指每次为作业分配内存时 总是把能满足要求 又是最小的空闲分区分 配给作业 避免 大材小用 为了加速寻找 该算法要求将所有的空闲分区按其容量以从小 到大的顺序形成一空闲分区链 这样 第一次找到的能满足要求的空闲区必然是最佳的 5 B 多道程序设计环境下 用户只能通过使用逻辑地址来访问内存 地址变换由操作系统实 现 因此 A 错误 内存保护的常用保护方法有三种 硬件法 上下界保护法 软件法 保护键法 和软 硬件结合的方法 界限寄存器与 CPU 的用户态或核心态工作方式相结合的保护方式 因此 C 错误 虚拟存储器是在逻辑上扩充内存容量 因此 D 错误 6 B A 选项错误 内存是存储器管理的主要对象 在多道程序环境下 用户是无法预估出内 存使用情况的 所以是无法通过物理地址直接进行访问的 C 选项错误 内存保护通常是指保护用户在内存中的数据 保护系统中各个进程互不干 扰 实现进程与进程 用户空间和内核空间的隔离 以及必要的访问控制 内存保护的实现 需要硬件和软件协作完成 软件是指操作系统的内存管理子系统 其中的所有进程都有相互 完全分离的虚拟地址空间 从而运行一个应用程序的进程不会影响其他进程 硬件是指处理 器的虚拟内存管理子系统 它支持操作系统的内存管理子系统完成地址变换和内存访问控制 D 选项错误 编译过程指编译程序将用户源代码编译成目标模块 在编译源代码的过程 中 编译程序会将程序所使用的变量地址信息转化为逻辑地址 7 C 无论是基本分页存储还是请求分页存储中 都要比较页号 P 和页表长度 M 若 P M 则产生越界中断 扩展 在请求调页系统中 若页表中所需的页对应的页表项的状态位为 0 则会引起缺 页中断 8 C 在段页式分配中 取一次数据 先从内存查找段表 一次访存 再从内存查找对应的页 表 二次访存 最后拼成物理地址后访问内存 三次访存 共需要 3 次内存访问 9 B 分段式存储管理系统的段表项包含了段起始地址和段的长度 两进程共享某一段 就是 让进程各自的段表项拥有相同的段起始地址和段长度 故选择 B 选项 10 B 段页式存储管理兼有页式管理和段式管理的优点 采用分段方法来分配和管理用户地址 空间 用分页方法来管理物理存储空间 11 B 时间换空间 虚拟存储技术 覆盖与交换技术等 空间换时间 SPOOLing 技术 缓冲技术等 12 A 最佳置换算法采用 向后看 的思想 没有优先考虑最近使用过的页面 13 C 第3章 内存管理 天勤论坛 本题是一道简单理解性的题目 做错的同学需要再看一下笔记或者书中的相关知识点 14 D 静态重定位 即在程序装入内存的过程中完成 是指在程序开始运行前 程序中的各个 地址有关的项均已完成重定位 地址变换通常是在装入时一次完成的 以后不再改变 故称 为静态重定位 动态重定位是在作业运行时执行到一条访存指令时再把逻辑地址转换为主存中的物理地 址 实际上它是通过硬件地址转换机制实现的 15 D 外存始址用于指出该页在外存上的地址 通常是物理块号 供该页调入调出时参考 16 B B 选项的意思其实就是 段的大小是受内存空间的限制的 因为内存必须一次提供一个 段的连续空间 但段的数目是不受内存空间限制的 因为这时请求分段存储管理 它的虚拟 空间跟内存大小没有直接关系 17 C 为了提高地址变换速度 可在地址变换机构中增设一个具有并行查询能力的特殊高速缓 存寄存器 又称为 联想寄存器 或 快表 在 IBM 系统中又取名为 TLB Translation Lookaside Buffer 用以存放当前访问的那些页表项 18 B 动态重定位允许程序运行时在内存中移动位置 把装入模块装入到内存后的所有地址都 是相对地址 在程序执行过程中 每当访问到相应指令或数据时 才将要访问的程序或数据 的相对地址转换为物理地址 所以说动态重定位适合将目标程序直接装入内存 19 A 分区分配是相对于单一连续分配而言的 是为了运行多道程序而出现的存储管理方式 其内存单元地址必须是连续的 帧是相对页的一个概念 在分页式存储中 页是逻辑概念 帧对应的是物理的 页 故 C D 选项都错 20 D 页表的功能由一组专门的存储器实现 其起始地址放在一个专用寄存器中 这样才能满 足在地址变换时能够较快地完成逻辑地址和物理地址之间的转换 21 A 在计算机操作系统的抖动 又叫颠簸 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 显然它是由于置换算法选择不当造成的 22 B 23 C 优先数调度算法是处理机调度的算法 第3章 内存管理 天勤论坛 24 C 固定分区管理可采用静态重定位的方式装入作业 装入程序把作业中的逻辑地址转换为 绝对地址 并检查绝对地址是否在指定 装入 的分区内 如果是 就装入这个作业 否则 就不能装入 如果装入主存分区的作业占用处理器时 注意 是运行时 进程调度程序 不 是装入程序了 必须把作业所在分区的上下限地址存入把作业所在分区的上下限地址存入 下限寄存器 和 上限寄存器 下限寄存器 和 上限寄存器 中 这样可以在指令执行中判断其所用到的绝对地址是否越界 达到存储保护的目的 其他选项的管理方式对于存储保护都是通过其他寄存器 或方式 来进行内存保护的 考生可自己总结 25 A 本问题的前两个选项涉及外存的分配问题 后两个选项涉及内存空间的分配问题 以下 分述这两个问题 外存的基本存储单元是存储块 存储块的大小是根据磁盘的物理性能确定的 为了提高 文件系统的性能 往往采用提前写和延迟写的技术 这就要求一次要访问多个相邻存储块 正因为如此 操作系统引入 簇 cluster 的概念 一个簇由多个存储块组成 对于磁盘来说 扇区是磁盘最小的物理存储单元 但由于操作系统无法对数目众多的扇 区进行寻址 所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起 形成一个簇 然后再对簇进行管理 每个簇可以包括 2 4 8 16 32 或 64 个扇区 显然 簇是操作系统所使用的逻辑概念 而 非磁盘的物理特性 所以 A 选项正确 B 选项错误 为了让内存装入多道程序且允许离散存放 内存空间需要等分成若干存储块 并让每个 存储块存放一页 因此页面的大小与存储块的大小是相等的 所以 C D 选项都是错误的 26 D A 选项错误 存储保护的目的是保护操作系统不受用户进程的影响 同时保护用户进程 不受其他用户进程的影响 B 选项错误 每个用户在属于自己的时间片内独占内存 即内存空间都为 M C 选项错误 地址空间的大小取决于硬件的访存能力 其由地址总线宽度决定 D 选项正确 主要的硬件支持有请求分页的页表机制 缺页中断机构 地址变换机构 27 A 覆盖技术是早期在单一连续存储管理中使用的扩大存储容量的一种技术 但区别于虚拟 存储器的概念 主要区别有 没有逻辑地址空间的概念 覆盖的过程由程序员给出 操作系统只负 责执行 28 A 按页表内容 逻辑地址 0 对应块号为 2 页大小为 4KB 故转换成的物理地址为 2 4KB 8KB 8192B 29 A 为使地址转换不影响到指令的执行速度 必须有硬件地址变换结构的支持 即需在系统 中增设一个重定位寄存器 用它来存放程序 数据 在内存中的起始地址 在执行程序或访 问数据时 真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而成的 这时将起 始地址存入重定位寄存器 之后的地址访问即可通过硬件变换实现 因为系统处理器在同一 第3章 内存管理 天勤论坛 时刻只能执行一条指令或访问数据 所以为每道程序 数据 设置一个寄存器是没有必要的 同时也不现实 因为寄存器是很昂贵的部件 而且程序的道数也无法估计 而只需在切换 程序执行时重置寄存器内容即可 30 B 分段是在用户编程时 将程序按照逻辑划分为几个逻辑段 31 D 可重入程序主要是通过共享来使用同一块存储空间的 或者通过动态链接的方式将所需 的程序段映射到相关进程中 其最大的优点是减少了对程序段的调入 调出 因此减少了对换 数量 32 A 引入段式存储管理 主要是为了满足用户的下列要求 方便编程 分段