某系统采用动态分区存储管理技术某时刻内存中有三个空ppt课件

1、某系统采用动态分区存储管理技术，某时辰内存中某系统采用动态分区存储管理技术，某时辰内存中有三个空闲区，它们的首地址和大小分别为：有三个空闲区，它们的首地址和大小分别为：空闲区空闲区1 (100KB,10KB) 空闲区空闲区2(200KB,30KB)空闲区空闲区3 (300KB,15KB)(1)画出该时辰内存分配图；画出该时辰内存分配图；(2)用初次顺应法和最正确顺应法画出此时的空闲分用初次顺应法和最正确顺应法画出此时的空闲分区链；区链；(3)有如下作业序列：有如下作业序列：作业作业1 需求需求15KB，作业，作业2 需求需求16KB，作业作业3 需求需求10KB，用哪种算法能将该作业序列装入内

2、存？用哪种算法能将该作业序列装入内存？(给出简要分给出简要分配过程配过程)100K(1)110K200K230K300K315K10KB30KB15KB(2)100K10KB200K30KB300K15KB初次顺应法初次顺应法最正确顺应法最正确顺应法100K10KB300K15KB200K30KB100K110K200K230K300K315K10KB30KB15KB(3)100K110K200K230K300K315K10KB15KB15KB作业作业1215K初初次次顺顺应应法法100K110K200K230K300K315K作业作业314KB作业作业1作业作业2216K100K110K20

3、0K230K300K315K10KB30KB15KB最最正正确确顺顺应应法法假设在一分页存储管理系统中，某作业的页表如下所示。知页面大小为1024字节，试将逻辑地址1011，2148，3000，5012转化为相应的物理地址注：此处块号即为页面号。页号块号01232316为了描画方便，设页号为P，页内位移为W，逻辑地址为A，内存地址为M，页面大小为L，那么P=int(A/L)W=AmodL对于逻辑地址1011P=int(1011/1024)=0W=1011mod1024=1011A=1101=(0,1101)查页表第0页在第2块，所以物理地址为M=1024*2+1101=3059。对于逻辑地址为

4、2148P=2148/1024=2W=2148mod1024=100A=2148=(2,100)查页表第2页在第1块，所以物理地址为M=1024*1+100=1124。对于逻辑地址为3000P=3000/1024=2W=3000mod1024=952A=3000=(2,952)查页表第2页在第1块，所以物理地址为M=1024*1+952=1976对于逻辑地址5012P=5012/1024=4W=5012mod1024=916因页号超越页表长度，该逻辑地址非法。某段式存储管理系统中，有一作业的段表某段式存储管理系统中，有一作业的段表SMT如下如下表所示，求逻辑地址表所示，求逻辑地址0，65，1，

5、55，2，90，3，20对应的主存地址按十进制。其中方括号中的第一对应的主存地址按十进制。其中方括号中的第一个元素为段号，第二个元素为段内地址个元素为段号，第二个元素为段内地址 段号段长容量主存起始地址形状01232005010015060085010001110逻辑地址0，65：对应的主存地址为60065665。逻辑地址1，55：因段内地址超越段长，所以产生段地址越界中断。逻辑地址2，90：对应的主存地址为1000901090。逻辑地址3，20：由于形状位为0，即该段在辅存中，所以产生缺段中断。思索一个由思索一个由8个页面，每页个页面，每页1K字节组成的逻辑空间，字节组成的逻辑空间，把它映射

6、到由把它映射到由32个物理块组成的存储器。问：个物理块组成的存储器。问：1有效的逻辑地址有多少位？有效的逻辑地址有多少位？2有效的物理地址有多少位？有效的物理地址有多少位？解此题的关键是要知道在分页管理中，“页和“块是一样大小的，这样才知道物理存储器是32K。1逻辑地址有13位2物理地址有15位思索一个分页存储器，其页表存放在内存。思索一个分页存储器，其页表存放在内存。1假设内存的存取周期为假设内存的存取周期为0.6us，那么，那么CPU从从内存取一条指令或一个操作数需多少时间？内存取一条指令或一个操作数需多少时间？2假设运用快表且快表的命中率为假设运用快表且快表的命中率为75，那么，那么内存

7、的平均存取周期为多少？内存的平均存取周期为多少？1由于页表放在内存，故取一条指令或一个操作数须访问两次内存，所以需0.6us2=1.2us的时间。2这里假定访问快表的时间可以忽略不计，命中快表时取数只需一次访存，故此时的平均存取周期为0.6us0.75+1.2us(1-0.75)=0.75us关键:要知道访问快表的时间可以忽略不计和平均存取周期的概念。有一计算机系统，有一计算机系统，内存容量为内存容量为512K，辅存容量为辅存容量为2G，逻辑地址方式为：逻辑地址方式为：段号段号2920bit 段内地址段内地址190bit求其虚拟存储器的实践容量？求其虚拟存储器的实践容量？n虚拟内存的实践大小由

8、系统的逻辑地址构造、主存辅存容量共同决议。n虚拟内存容量的实际值是210*220=1G；n最大段内地址为220=1M，远大于内存容量，其段长超越512K的内存容量，故最大实践段长为512k而不是1M。n所以可计算虚拟存储容量为n210*512K=210*0.5M=0.5G。n0.5G2G，因此虚拟存储器的实践容量是0.5G。有一计算机系统，内存容量为512K，辅存容量为2G，逻辑地址方式为：段号2920bit段内地址190bit。求其虚拟存储器的实践容量？n在分页存储管理系统中，存取一次内存的在分页存储管理系统中，存取一次内存的时间是时间是8us，查询一次快表的时间是，查询一次快表的时间是1u

9、s，缺页中断的时间是缺页中断的时间是20us，n假设页表的查询与快表的查询同时进展假设页表的查询与快表的查询同时进展 。当查询页表时，假设该页在内存但快表中当查询页表时，假设该页在内存但快表中没有页表项，系统将自动把该页页表项送没有页表项，系统将自动把该页页表项送入快表。入快表。n求对某一数据进展一次存取能够需求的时求对某一数据进展一次存取能够需求的时间？间？n现延续对同一页面上的数据进展现延续对同一页面上的数据进展4次延续读次延续读取，求每次读取数据能够需求的时间取，求每次读取数据能够需求的时间?当系统对数据进展存取时，有3种能够性。1、所存取的数据的页面在内存，其页表项曾经存储到快表，此时

10、存取数据的时间是：查询快表的时间+存取内存数据的时间=1us+8us=9us2、所存取的数据的页面在内存，但是其页表项没有存储到快表，没有命中快表，此时存取数据的时间是：查询页表的时间+存取内存数据的时间=8us+8us=16us3、所存取的数据的页面不在内存，发生缺页中断，此时存取数据的时间是：查询页表的时间+缺页中断的时间+查询页表的时间+存取内存数据的时间=8us+20us+8us+8us=44us 当对某一数据进展4次延续读取时： 第1次能够的时间为：1us+8us=9us；8us+8us=16us；8us+20us+8us+8us=44us。 第2次时，对应页面的页表项曾经交换到快表

11、中。由于存取是延续的，不存在页面被淘汰的能够性，所以第2次、第3次、第4次的存取时间是一样的，耗费的时间为1us+8us=9us。某虚拟存储器的用户空间共有某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页个页面，每页1KB，主存，主存16KB。试问：。试问：1逻辑地址的有效位是多少？逻辑地址的有效位是多少？2物理地址需求多少位？物理地址需求多少位？3假定某时辰系统用户的第假定某时辰系统用户的第0，1，2，3页分别分配的物理页分别分配的物理块号为块号为5，10，4，7，试将虚地址，试将虚地址0A5C和和093C变换为物理地变换为物理地址。址。n1程序空间的大小为32KB，因此逻辑地址的有效位数是15位

12、。n2内存储空间的大小是16KB，因此物理地址至少需求14位。n3当页面为1KB时，虚地址0A5C表示页号为00010，页内地址是1001011100。该页在内存的第4块，即块号为0100，因此0A5C的物理地址是01001001011100，即125CH。n4用同样的方法可以求得，093C的物理地址是113CH。思索一个有快表的恳求分页系统，设内存的读写周期为1us,内外存之间传送一个页面的平均时间为5ms，快表的命中率为80%，页面失效率为10，求内存的有效存取时间。n内存的有效存取时间EAT(EfficentAccessTime)也叫平均存取时间AAT(AverageAccessTime

13、)，其计算公式如下：nEAT命中快表时的存取时间快表命中率命中内存时的存取时间内存命中率页面失效时的存取时间页面失效率n将题中的知条件代入可得nEAT=1us80%+2us10%+(5000us+2us)10%n=0.8us+0.2us+500.2usn=501.2usn阐明：解此题除了要了解“有效存取时间的计算公式外，还应了解在命中快表、命中内存和页面失效三种情况下存取时间的计算方法。特别是，当页面失效时，除了页面传送时间，还应加上2次访问内存的时间，由于页面失效的前提是不命中快表。对于一个运用快表的页式虚存，设快对于一个运用快表的页式虚存，设快表的命中率为表的命中率为70，内存的存取周期，

14、内存的存取周期为为1us；缺页处置时，假设内存有可用；缺页处置时，假设内存有可用空间或被置换的页面在内存未被修正空间或被置换的页面在内存未被修正正，那么处置一个缺页中断需正，那么处置一个缺页中断需8ms，否那么需否那么需20ms。假定被置换的页面。假定被置换的页面60是属于后一种情况，那么为了保证是属于后一种情况，那么为了保证有效存取时间不超越有效存取时间不超越2us，问可接受的，问可接受的最大缺页率是多少？最大缺页率是多少？设可接受的最大缺页率为p，那么有1us0.7+2us(1-0.7-p)+(0.48ms+0.620ms)p=2us即0.7+0.6-2p+3200p+1200p=2151

15、98p=0.7p=0.000046在某分页虚存系统中，测得CPU和磁盘的利用率如下，试指出每种情况下的问题和措施。(1) CPU的利用率为15，盘利用率为95；(2) CPU的利用率为88，盘利用率为3；(3) CPU的利用率为13，盘利用率为5。n1能够已出现了抖动景象，应减少系统的进程数；n2系统比较正常，可思索适当添加进程数以提高资源利用率；n3CPU和磁盘的利用率都较低，必需添加并发进程数。在分页存储管理系统中，存取一次内存的时间是在分页存储管理系统中，存取一次内存的时间是8us，查询一次快表的时间是查询一次快表的时间是1us，缺页中断的时间是，缺页中断的时间是20us。假设页表的查询

16、与快表的查询同时进展，当查询页假设页表的查询与快表的查询同时进展，当查询页表时，假设该页在内存但快表中没有页表项，系统表时，假设该页在内存但快表中没有页表项，系统将自动把该页页表项送入快表。将自动把该页页表项送入快表。一个作业最多可保管一个作业最多可保管3个页面在内存。个页面在内存。现开场执行一作业，系统延续对作业的、现开场执行一作业，系统延续对作业的、5、7、6、4、2各页面的数据进展各页面的数据进展1次存取，如分别次存取，如分别采用采用FIFO算法和最优页面置换算法，求每种算法下算法和最优页面置换算法，求每种算法下存取这些数据需求的总时间存取这些数据需求的总时间 ？nLRUn第2页面：20

17、8*3n第4页面：20+8*3n第5页面：20+8*3n第2页面：8+1n第7页面：20+8*3n第6页面：20+8*3n第4页面：20+8*3第8页面：20+8*3n因此总的时间是208*3*7+8+1nOPTn第2页面：208*3n第4页面：20+8*3n第5页面：20+8*3n第2页面：8+1n第7页面：20+8*3n第6页面：20+8*3n第4页面：8+1第8页面：8+1n因此总的时间是(208*3*5+(8+1)*3为什么要引入逻辑地址？n(1)运用物理地址的程序只需装入程序所规定的内存空间上才干正确执行，假设程序所规定内存空间不空闲或不存在，程序都无法执行；n(2)运用物理地址编程

18、意味着由程序员分配内存空间，程序员无法事先协商每个程序所应占的内存空间的位置,这在多道程序系统中，势必呵斥程序所占内存空间的相互冲突；n(3)在多道程序系统中，系统无法保证程序执行时，它所需的内存空间都空闲。n基于上述缘由，必需引入一个一致的、在编程时运用的地址，它可以在程序执行时根据所分配的内存空间将其转换为对应的物理地址，这个地址就是逻辑地址。n逻辑地址的引入为内存的共享、维护和扩展提供方便。试比较静态重定位和动态重定位n“重定位实践上指的是相互联络的两件事情：n一是确定一个待执行程序在内存中的位置；n二是将程序中的逻辑地址转换成物理地址。n后一件事情是由前一件事情决议的。试比较静态重定位

19、和动态重定位。 n静态重定位的特点n实现容易，无需添加硬件地址变换机构；n普通要求为每个程序分配一个延续的存储区；n在重定位过程中，装入内存的代码发生了改动；n在程序执行期间不再发生地址的变换；n在程序执行期间不能挪动，且难以做到程序和数据的共享，其内存利用率低。动态重定位特点 实现要依托硬件地址变换机构，且存储管理软件算法较复杂；程序代码是按原样装入内存的，在重定位的过程中也不发生变化(重定位产生的物理地址存放在内存地址存放器中)同一代码中的同一逻辑地址，每执行一次都要重定位一次；只需改动基地址，就可以很容易地实现代码在内存中的挪动；动态重定位可以将程序分配到不延续的存储区中；所以，虽然动态

20、重定位需求硬件支持，但支持程序浮动，便于利用零散的内存空间，利于实现信息共享和虚拟存储，所以现代计算机大都采用动态重定位。另外，实现虚拟存储器需求动态重定位技术的支持。在实存管理上，管理方法主要分成哪两种类型？ 实存管理的方法主要分成：(1)延续:用户程序需求占用延续的内存空间，如分区存储管理；(2)离散:用户程序不需求占用延续的内存空间，如分页、分段、段页等管理，一个用户程序在内存能够是不延续的，假设它有不只一页或一段的话。为什么在分页和分段管理下取一条指令或一个操作数通常需两次访存？如何处理这一问题？n由于用于地址变换的页表或段表也是存放在内存的，n为了将CPU给出的逻辑地址变成物理地址，

21、首先就要访问内存的页表和段表，然后，根据构成的物理地址再取指令或数据，这就要两次访存。n处理这一问题的方法是提供一个称之为“快表的硬件，用以存放当前运转进程的页表或段表的部分内容，“快表的访问时间很快，因此可以节约访问页表和段表的时间。 n存储器访问具有时间和空间的“部分性，因此快表的命中率普通可达70%到90%；页表和段表是在系统执行过程中，每时每刻都需求访问的，因此，访问时间的微小缩短，其累计节约的时间却可以到达很大。段页式存储系统中，为了获得一条指令或数据，需几次访问内存？n在段页式系统中，为了获得一条指令或数据，需三次访问内存。n第一次访问，是访问内存中的段表，从中获得页表始址；n第二

22、次访问，是访问内存中的页表，从中取出逻辑页面对应的内存物理块号，并将该块号与页内地址一同构成指令或数据的物理地址；n第三次访问，才是真正从第二次访问所得的地址中，取出指令或数据。为什么分段管理下的程序共享和维护比分页管理更有意义.n由于段是一个有意义的逻辑整体，如主程序、子程序、数据表格、任务空间等，就如书本上的一章或一个自然段。n而页只是一个物理尺寸，不一定有完好的意义，如书本上的一页。n程序共享当然希望被共享的对象是一个有意义的整体，如一个子程序；n至于程序维护，指的是每个进程都应按所拥有的存取权访问不同的程序，而存取权(R,W,E等)当然对一个有完好意义的对象才更有意义。n所以就共享和维

23、护而言，分段管理比分页管理更有意义。阐明什么是置换算法的异常景象？n解解 页面置换算法的异常景象，也叫页面置换算法的异常景象，也叫Belady异常，是在部异常，是在部分置换前提下的一种景象。分置换前提下的一种景象。n所谓部分置换，指的是当一进程创建时，分给其一定数量所谓部分置换，指的是当一进程创建时，分给其一定数量的页面例如的页面例如8页，然后，在运转过程中，假设该进程页，然后，在运转过程中，假设该进程需调入新页且须置换一个页面时，那么只能置换其本人的需调入新页且须置换一个页面时，那么只能置换其本人的一个页面而不能置换别的进程的页面。一个页面而不能置换别的进程的页面。n页面置换的异常景象，是指

24、在一定置换算法和一定页面走页面置换的异常景象，是指在一定置换算法和一定页面走向下，分给进程的页面数增多其页面失效率反而添加这样向下，分给进程的页面数增多其页面失效率反而添加这样一种情况。一种情况。n这种异常，只在一定的算法和一定的页面走向下才会出现。这种异常，只在一定的算法和一定的页面走向下才会出现。许多算法，如许多算法，如OPT和和LRU，在任何情况下都不会有异常景，在任何情况下都不会有异常景象。象。LRU之所以不会有之所以不会有“异常，是由于最近的过去运用异常，是由于最近的过去运用的的n个页面一定在最近的过去运用的个页面一定在最近的过去运用的n+1个页面之中。个页面之中。什么是抖动景象？如

25、何消除这种景象？n抖动景象，是在虚存管理下，用于页面在内、外存之间对换的时间比程序的有效运转时间还要多的这样一种景象。它可以是一进程内部的部分性抖动，也可以是整个系统的全局性抖动。n呵斥这种情况固然与置换算法和页面走向有关，但其根本缘由是多道系统内的进程数太多，从而分给每个进程的页面数太少。n因此，处理这一问题的最有效的方法是减少系统内的进程数。nDenning于1980年提出了“L=S准那么，即调整系统内的进程数，使得产生缺页的平均间隔时间L等于系统处置进程缺页的平均时间S。实际和实际阐明，此时的CPU利用率最高。在内存管理中，在内存管理中，“内零头和内零头和“外零头外零头各指的是什么？在固

26、定式分区分配、各指的是什么？在固定式分区分配、可变式分区分配、页式虚拟存储系统、可变式分区分配、页式虚拟存储系统、段式虚拟存储系统中，各会存在何种段式虚拟存储系统中，各会存在何种零头？为什么？零头？为什么？n内零头又称内部碎片：给一个作业分配的存储块长度为n，在其中存储的作业长度为m，那么剩下的长度为n-m的空间，成为该存储块的内部碎片；n假设存储块长度为n，在该系统所采用的调度算法下，较长时间内无法选出一道长度不超越该块的作业，那么称该块为外零头外部碎片。n在固定式分区分配中两种零头均会存在，由于空间划分是固定的，无论作业长短，存储单元均不会随之变化，假设作业短而存储块长那么产生内零头，假设作业长而存储块短那么产生外零头。n在可变式分区分配中只需外零头而无内零头，由于空间划分是依作业长度进展的，是要多少给多少，但剩下的部分太短而无法再分，那么称为外零头。n页式虚存中会存在内零头而无外