操作系统第4章测验题

1、第四章内存管理4.1解释典型示例示例1系统使用高级40K动态分区分配来管理内存，以保留640K的内存空间和操作系统。在内存分配中，系统优先使用可用空间的低端空间。使用任务1为130K，任务2为60K，任务3为100K，任务2为60K，任务4为200K，任务3为100K，任务1为130K，任务5为140K，任务6为60K，任务7为50K，任务6为60K，分别使用内存初始自适应算法最佳自适应算法动作分区已分配(作业、开始、大小)空闲分区(开始，大小)已经分配区域(作业、开始、大小)空闲分区(开始，大小)任务1申请130Kl，0，130130，470l、o、130130，470任务2申请60Kl，0

2、，1302，130，60190，4101、o、1302，130，60190，410任务3申请100K1，0，1302，130，603，190，100290，3101、o、1302，130，603，190，100290，310任务2版本60Kl，0，1303，190，100130，60290，310l，0，1303，190，100130，60290，310任务4申请200K1、o、1303，190，1004，290，200130，60490，1lOl，0，1303，190，1004，290，200130，60490.110作业3 release 100Kl，0，1304，290，200130，1

3、60490，110l，0，1304，290，200490，110130，160作业l release 130K4，290，2000，290490，1104，290，200490，1100，290任务5申请140K4，290，2005，0，140140，150490，1104，290，2005，0，140490，110140，150任务6申请60K4，290，2005、o、1406，140，60200，90490，1104，290，2005，0，1406，490，60550，50140，150任务7请求50K4，290，2005，0，1406，140，607200，50250，40490，110

4、4，290，2005、o、1406，490，607，550，50140，150任务6版本60K4，290，2005，0，1407200，50140，60250，40490，1104，290，2005，0，1407，550，50490，60140，150答：使用第一自适应算法和最佳自适应算法分配和回收上述内存后，内存的实际使用情况分别如图(a)和(b)所示。0任务5140K200K作业7250K290K任务4490K600K操作系统640K(a)0任务5140K290K任务4490K550K作业7600K操作系统640K(b)示例2将页面表存储在内存中的分页系统：(1)如果访问内存需要0.2 s

5、，有效的访问时间是多少？(2)如果添加快速表格，并假设在快速表格中找到页面表格项目的概率为90%，那么有效的访问时间是多少(假设确认快速表格所需的时间为0)？A: (1)有效访问时间为20.2=0.4 s(2)有效的访问时间为0.90.2 (1-0.9) 20.2=0.22ps。示例3系统使用基于页面的存储管理策略，该策略包含32页逻辑空间、2K页物理空间和1M。(1)创建逻辑地址的格式。(2)如果不考虑访问权限等，流程的页面表中有多少页？每个项目至少有多少个字符？(3)如果将物理空间减少一半，页面表结构应该如何变化？A: (1)系统具有逻辑空间32页，因此逻辑地址中的页码为5个字符，每个页面

6、为2K，因此页面内的地址必须用11个字符描述，这样可以获得以下逻辑地址格式：1511100页码页面内地址(2)每个流程最多有32个页面，因此流程的页面表条目最多为32个。如果不考虑访问权限等，则仅在页面表条目中提供与页面相对应的物理块号，1M的物理空间被拆分为29个内存块，每个页面表条目至少包含9个字符(3)将物理空间减少一半不会更改页面表中页面表条目的数量，但可以将每个条目的长度缩短为一个字符。据悉，分页系统分配给默认存储容量64K、页面大小1K、4页面大小操作的0、l、2、3页面分别分配给默认存储2、4、6、7块。(1)将十进制逻辑地址1023、2500、3500和4500转换为物理地址。

7、(2)以十进制逻辑地址1023为例，绘制地址转换过程的图。A: (1)对于上述逻辑地址，可以首先计算页码和页面内部地址(逻辑地址除以页面大小，结果份额为页码，其馀部分为页面内地址)，然后通过页面表转换为相应的物理地址。逻辑地址1023: 1023/1k查找页码0、页面大陆地址1023、查找表中相应的物理块编号2。因此，物理地址为21K 1023=3071。逻辑地址2500: 2500/1k，页码2，页面大陆地址452，在页面确认表中查找相应的物理块编号6。因此，物理地址为6IK 452=6596。逻辑地址3500: 3500/ik，页码3，页面大陆地址428，在页面确认表中查找相应的物理块编号

8、7。因此，物理地址为71K 428=7596。逻辑地址4500: 4500/1k提供页码4、页面大陆地址404，由于页码不小于页面表长度，因此发生边界中断。(2)逻辑地址1023的地址转换过程如下图所示，在页面表条目中未考虑对每个页面的访问权限。示例5使用多层分页策略映射64位虚拟地址空间的系统页面长度为4KB，页面表条目为4字节已知。如果顶级页面表仅限于第1页，请询问是否可以使用几个级别的分页策略。(浙江大学2000考试题)答：标题，64位虚拟地址的虚拟空间大小为264。页面长度为4KB，页面表格项目为4位元组，因此一个页面上可以储存1K个表格项目。顶层页表占用1页，这意味着页表条目数最多为

9、1K，每个条目对应一页，每页可以包含1K页表条目。因此，使用的页面层数为6级。对于示例6下表中显示的段表，将逻辑地址(0，137)、(1，4000)、(2，3600)、(5，230)转换为物理地址。段编号内存起始地址两段o50K10Kl60K3K270K5K3120K8K4150K4K区段表格A: (1)节段编号0小于节段表格长度5，因此节段编号合法。段表中条目0可用的段的内存起始地址为50K，分段长度10K；段内地址为137，段长度小于10K，因此段内地址也合法，可以使用其物理地址为50K 137=5l337。(2)段落编号l小于段落表长度，因此段落编号是合法的。线束段表中的l段可以获得的线

10、束段以60K开头，线束段长度由3K确定。段内地址4000超过段长度3K，导致边界中断。(3)段落编号2小于段落表长度，因此段落编号是合法的。线束段表的条目2中可用的线束段以70K开头，线束段长度以5k开头。因此3600地址也是合法的。因此，其物理地址为70k3600=752580。(4)段编号5等于段表长度，因此段编号无效，导致边界中断。在请求分页系统中，如果操作的页面为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，A: (1)使用FIFO算法时，物理块数m为3时，页面缺失次数为9，页面缺失率为9/12，如下表所示。432143543215尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆4441115555

11、55333444442222223333311(2)使用OPT算法时，如果物理块数m为3，则页面缺失次数为7，页面缺失率为7/12，如下表所示。432143543215尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆444444444444333333332112111555555(3)使用LRU算法，当物理块数m为3时，页面缺失次数为lO，页面缺失率为10/12，如下表所示。432143543215尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆尼姆444111555222333444444112223333335基于页面的虚拟存储管理系统的物理空间总计为3K，页面大小为1K。进程将按顺序引用以下地址：3635、3632、

12、1140、3584、2892、3640、0040、2148、1700、2145、3209、0000、1102、1100上面的数字是十进制数，并且未将页面加载到内存中。给出使用LRU算法时的页面缺失次数，并与FIFO进行比较。答：根据问题，分配给操作的内存块数为3，对页面的引用顺序为3、3、1、3、2、3、o、2、l、2、3、o、l、1。因此，对于LRU算法，可以计算出缺少页面的次数为8，而对于FIFO算法，缺少页面的次数为6。LRU算法使用最近的过去作为预测最近未来的基准，一般认为性能更好，但实现时记录最近内存中每个页面的使用情况比FIFO困难，并且开销更大。LRU算法的性能有时在页面的过去和

13、未来方向之间没有必然的联系，如上所示。虚拟存储的用户空间为每页1K，主内存16K，共32页。假设系统将物理块号分配给用户的0、1、2和3页，用户操作的长度为6页，则将十六进制虚拟地址0A5C、103C和1A5C转换为物理地址。答：如标题所示，系统的逻辑地址为15个字符。其中前5个字符是页码，后10个字符是页面内的地址。物理地址由14个字符组成，其中高4位是页面帧编号，低10位是页面帧内的地址。此外，由于标题中指定的逻辑地址是十六进制，因此可以先转换为二进制，直接获取页码和页面内地址，然后完成地址转换如右图所示，逻辑地址(0A5C)16的页码为(00010)2，即2，因此页码有效。在页表中，将相

14、应的内存块号4(即(0100)2和页内地址(10 0101 1100)2连接起来，以查找物理地址(010010 0101 1100)2，即125 c 16。(2)逻辑地址(103C)16的页码为4，页码有效，但页面未加载到内存中，从而产生页面缺陷。(3)逻辑地址(1A5C)16的页码为6，页码无效，因此会发生边界中断。示例10有现有请求协调页面系统，页面表存储在寄存器中。如果更换的页面未修改，则处理缺少的页面中断需要8毫秒。如果替换的页面已修改，则处理一个缺失页面中断需要20毫秒。内存访问时间为ls，访问页面表的时间可以忽略。假定70%的替换页面已修改，为确保有效访问时间不超过2s，允许的最大

15、页面缺失率是多少？答：如果将缺少页面的百分比标记为p，则有效访问时间不超过2 us，这可能表示：(1-p)1s p(0.720毫秒0.38毫秒ls)2s因此，可以按如下方式计算：p 1/16400 0.00006允许的最大页面缺失率为0.00006。范例10 .如下表所示，在程序的段表中，legal位1表示段在内存中，在访问控制字段中，w表示可写，r表示可读，e表示可执行。执行以下命令会产生什么结果？段编号合法的座位内存起始地址两段保护代码其他信息o0500100wl1100030r213000200e31800080r40500040r(1)STORE R1，0，70(2)STORE R1，1，20(3)LOAD R1，3，20(4) loadr1，3，100(5)JMP 2，100A: (1)命令STORE R1，O，70。可以从段表中的条目0读取0。也就是说，由于该段未装入内存，地址转换机构请求将内存转入OS的段中断。(2)命令STORE Rl，1，20。如段表的条目1所示，指令的逻辑地址有效，段也已在内存中，但是该指令访问内存的方式(写入)与保护代码字段(只读