计算机操作系统习题5参考答案

1、5参考答案Iflsfi存储管理的主更功能是什么？主存空间的分配与回收。系貌按照一定的算进把杲一空IM的存空间分配给作业或iSf?;用户不需要时，及时回收，以供具它用户相序便用。地址转换(地址隼定E)o把作业地址空间中使用的逻辑地址转换成内存空间中的掏理地址。壬存空间的tt?fo保护。可用的王存空间可由两f或乡个进f?共享。间时要保护系统相序区不被用户有克或无意的侵犯，不允许用户棺序吏写不属于自己地城空间的数据，遐免各道样序间!互干扰。特别是当一道相序发生措误时，不至干影响K它样序的运行。J存空间的扩充。便用虚和存储或自动覆盖技术提供比实斤内存更大的空间。指出逆辑堆址与物理堆址的不同点。苔：用户

2、的谏程序一旦编译之后，舟f目呆模块胡以0力基地址进行编址，迪种地址林力逻辑地址或相对地址。为了便干CPU诉同，内存中的每个物讯存储单元胡有一个编号，这彳、编号林为内存地址，即物理地址(也称兑对地址)。址车换(重定位)？有些方法可以实现地址转换？答：当作业运行时，不能用逻轴地址在内存中i?fl息，必须把作业地址空间中使用的逻地址转换成内存空同中的物卑地址.迪种转换林为地址转换。实现地址转换的方法有：静态地址转换和动态地址转换。简加什么是覆盖？什么是交换7覆盖和交款的区别是什么？S:履盖技术主要是指同一主存区可被不间的样序段隼K便用。交换，就是系统根据需要把主存中暂时不运行的某个(或某些)作业曲分

3、或全8J移到外存，而把外存中的杲个(或杲些)作址移到H!应的壬存区，并使K投人运行。交换是由操作系统完成，用户并不知道。棵作系统按一定的策略采用“强占和礼ilw的方法，把内存跚分内容暂时故列硬盘交换区中。碾盖是由用户控棵作系脱提供领盖机制，用户给出垓样序的覆盖结构。贾盖机构将整f作业分为常聊和覆盖两甜分。子相序不会同时说人内存。用户只要将最大的子程序作为翘盖区告诉系躲即可。简述固定分区存储管理和可变分区存储管理的区别。固定戏分区中可采用几种办法便主存空间的利用$ssa善？)定分区存储管理：分区大小是事先固定的，因而可容纳作业的大小受到限制，而月当用户作业的地址空向小于分区的存储空间时，i或存储

4、空(HjiKo)可变分区存惦管理：不是先符内存划分分区，而是在作业芸人内存时建立分E,便分区的大小正好与作业要求的存储空间H!等。迪种处理方式便内存分配有较大的灵活性，也提商了内存利用率。但是随着对内存不断地分配、释股，)作会引起存储石孕片的产生。固定衣分区中可采用以下亦法便壬存空何的利用率得到改善。刘分分区时按分区的大小颇序排列。根据作业的大小和颛繁股度来划分分区。按照作业对主存空间的需求量H成多个作业从列，规定每f作业趴列中的各作业只能依次装人对应的指定分区中。试述可变分区管理中的最先适应算法、最佳适应算法以及最坏适应算法的原理，并比较其优ftfiog:首次(最先)适应分庄尊法是符未分配分

5、区表按地址建常的KffHf歹U,同次分配W,U空用分区表的第一个表目开始顺序查找空W分区表,找到第一f能满足作业长度要求的空用区，分割迪f空WE,把能够清定雯求的空用区分庄给作业。该算法简单，尽可能地利用了低地址空间，把较大的空W分区保田在内存高端，有利干大作业的分庄。但师着低端分区不Bi地到分而严生过多的小地加石卒片，每次分配时查找时间开彳行会大，同时降低了主存空间的利用率。最佳适应分配算法是将未分配分区表按照分区的大小从小到大fflfiMt歹U,每次分配时，自表头硕序开始查找到第一f满足要来的空lOEo这样可保证不去分封一个更大的区喷，便装人大作业时比较容易得列满足。该算法的特点是可从解决

6、大作业的分配问题；但是容易产生不可利用的小空WE,降低了主存空间的利用率。最差(坏)适应分配算法是将未分配分区表按照分区的大小从大到小iSfiB列，每次分配时，只要看第一分区能否满足作业要求，若可以，将该分区分配给作1M更用,否!I作业不能执行。该算进的优点是查找效率很高；可使划下的空W区不至干太小，对中、小作业有利，对于大作业不利。?tt?分页式存储管理利分段戏存储管理。:分页是信息的朝理单位，与澡程序的逻坯结构无关，用户不可见。分页是为了实现离做的分配方式，次减少壬存石卒片，探高王存的利用率。分段是(8息的逻涓单位，由溉f?序的逆辑结构所决定，段长是根掘用户需要来规定，段起始地ttnJJl

7、mi王存地址开始。分段的目的是为了能更好地满足用户的需要。页的大小固定目由系脱确定，把逻需地址划分为页号和页内地址两都分，是由机器哽件实现的，因而一个系统只能有一种大小的页面。段的长度却不固定，皿决于用户所编写的I?序，通常由编译程序在对?f?进行编译时，ffllgfi息的牧厦来则分。分页的作业地址空间是一维的，即单一的线性地址空间，相序员只需要利用一个记忆符，即可表示一个地址。分段的作业地址空间是二维的，程序员在标识一个地址时，既需给出段名(号)，Q需给出目内地址。&分贝氏存储管理中，决定贝面大爪的王要因素是什久？博分林大页面与小页面各自的优点。g:页面大小的设置主要因素是与系统的硬件有关。

8、(2)如果页面较小，虚存的页而数就启加，页表也！着扩大，占用的空间多，但内石卒片小，浪贵少；如果页而较大，可以凰少页表的存储空何，有利于提高I/O的效率，但内部碍片大，浪贵多。.交换扩充了内存，因it,交换也实STSffl存储器，这旬站是否正曾？g:不对。交换是把各个进棺完整地调人肉存，运行一目时同后，再放凰磁盘上。虚抵存储器是使iSf?在只有一貉分在内存的侑况下也能isfio交换是把整f进程换人换出内存。而虔机存储器的星本思想是f?序的大小可以超过物理内存的大小，掾作系统把材序的一部分讯入内存运行，而把K它部分保留在I6盘上。故交换并没有尖现虚扭存储器。.为什么聚果用虔抑存储器管理？具工作原

9、理和理是什么？实现虔按存储器必须要有星些弓K件/欹件按藁支援。:（1）采用虚抵存储器是为了解决小主存运行大作业的问题。（2）根稠同部性原卑，一个作业在运行之前仅符当前要运行的那跚分页面或目，先装人内存便可启动运行，其余跚什暂时留在陋盘上。程序在运行时如果它所要诉问的页（目）已人内存，便可继续执行下去；但如果f?序所要前向的页（段）尚未人内存，此时利用操作系统所提供的请求调页（目）功能，将它们调人内存，以便进程能堆续执行下去。当口岛入页（段）时，如果内存已潢，无法再装人新的页（段），则还须再利用页（段）的置换功能，将内存中暂时不用的页（段）阕出至陋盘上，腾出定够的内存空间后，再将斯要诉问的页（段

10、）人内存，使程序地续执行下去。壬要便用请求分页中U和请求分段两种方法实现。硬件：请求分页（目）的页（段）表机晴；缺页中撕机构；地址换ta枸等软件：请求期贡；页面置换.什么是请求页戏管理？贰按廿和描述一个请*贡戏管理时的内存贝面分配和回收算法（内括敏页处理册分）。答：惰求分页存储管理把作业分成大小柑等的若干页，林为虚页。把主存分成与页大小!等的若干挟，称力实块（物理块）。对每个作业限定分给它的王存挟数。在逍棺开始运行之前，不是芸人全部作业，而是先把作业的跚分页面装人壬存就可以开始运行，作业的K它部分被笊在外存中等侍需要时才值说人内存。在请求分页系统中，当进f?需要诉间杲条指令或杲f数据时，硕件地

11、址转换UI构将根据逻辅地址中的页号去检索内存中的贞表，并根据相应页表顶的状态位来判断孩页是否已经在内存中，若已经装人内存，剧可八页表攻中得刘内存挟号，并与页内悄矜地址组合成该指令或数据的掏理地城，间时迩需要修改页表攻中的前问字段，若是写操作则还需修改页表中的修改字目；若需要的页没有在内存，剧还需要缺页中断机构来严生中断，转向缺页中断处理f?序。.靖求K戏管理中有醪几神常用的页面置换算S?ttttREfl的优侠点。:（Dati/saopT可尿证获得最低的缺页中断率，是一种理患化的置旗算法，性能灵好。它要求操作系竦能言内道迪样来贞面的便用悄况？但这是不可能实现的，因为相序的执行是不可预测的。（2）

12、先迪先出页而置换茸法FIFO?是日勺址显先进入内存的页面，垓算法实现简单，只需把一fiSf?已人内存的页面，按先后次序成一丫趴列，并设置一个指ft,林为替换指什，便它总是指向最老贞面。但该算法与迪程实际运行的规律不柑适应，没有考虑刘动态变化侨况，对于杲一轩定的页而走向，先进先出倬法会出现缺页中撕率随着被分配的内存挟增期反而上升的反常W?151Belady观象。（3）?近最久未便用置换算法是选择最近晟久未便用的页面予以洵汰。LRU算法是一个相当好的贡面置换算法。13.什么是段SIS?它与贡试管理有何区别？苔：段式菅理是：（1）在段直存怵管理方式中，作业的地址空向按照样序的自然逻辑关系分成若干目，

13、Sts定义了一组逻辑信息，各目长度是不等的，每个段那有自己的名字，那是从0开始编站的一段连续的地址空(2)RJ系统的逆辑地址由目号s和目内地址d两部分组成的，分段逻需地址表示为：限号，段内地址。段虱存昭管理的实现可以星干可变分区存储管理的原il,11作业的每一个分段分配一个连续的壬存空间。K与K在内存中可以不相邻接，也实规了离散分1存的分配与回收采用动态虫定位。若装人作业的SHII息找不到足够大的空WE,可采用杨动技术，合并分散的空用区。分页和分股的区谢有：分页是(8息的物理单位，与澹权序的逻辑结构无关，用户不可见。分目是信息的逻辑单位，由澹程序的逻辑结构所决定，段长是根据用户需要来规定。页的

14、大小固定目由系脱悯定，把逻辑地址划分为页号和贞内地址两册分，是由机器换件实现的。目的长度不固定，取决于用户所编写的f?Jf,通常由编译f?序在对谏程序进行编译时，根据信息来*IJ分。分页的作业地址空间是一细的。分目的作业地址空间是二级的。.刃出存储管理中便用的存储保护方址，并说明每种存储管理都便用那种存储保护法？答：计算tn中便用的存储保护王要有界地址、存储邃等保护nSo常用的界地站保护有两种。上下界保护，地址检查机构和星址、限长寄存器和动态地址转换tflfio(2)存储建保护。K体的每种存储管卑方贰便用的存昭保护方迸如下图示：存储管理方式使用存储保护方法单一连续界地址固定分区上下界可受分区基

15、址、限长寄存器基本分页地址越界请求分页地址越界基本分段地址越界请求分段地址越界.在段式存储管理中实现程序共享时，共享段的段号是否一定要相同？为什么？S:不用。几逋作业共享的例行程序可放在一个段中，只要让各道作业的其享册分有相间的基址/限长值就行了，共享的段号不一定！间。.毓述段页式存储器的主Itttt点。苔：段页虱存储分配方戏既照顾到了用户共享和使用方便的需求，Q考虎到了壬存的利用率，提高了系统的性能。目页式存昭分配方此的空何浪费要比页衣管理的名。作业各目的最后一页部自可能浪皴一册分空同。另外段表和页表占用的空间那比页衣和段式的多，迪样就馆加了系统JF9o.在堵求分KSffl存储系筑中，若已滇

16、得时同利用率为八CPU20%.分直陶盘97.7%,其它外按50%。权何耶些措it可以改善CPU的利用率？答：CPUfl用率是指系统整个运行时间里CPU有多少时同是真正用于程序的运算。由干磁盘的利用率已这到97.7%,明盘空FOX而影ifiCPUfiJ用率，因此更换大容量德盘可以提0CPUfl)用率。慢速外段往住间快速CPU不匹配，因此提高I/0设备的速度也可以改善CPU的效率。此外，在内存中适当瞎加进样数，可使CPU空W时间少，也可以在一定程度上提高CPU的利用率。.如果主存中某贝正在与外围报备交换信息，那么，发生缺贝中断时.可以将该贝购汰吗？为什么？出现这种情规时.你能提出什么样的处理办法？

17、答：不能。因为容易SffiSIf出或系统崩溃。若出观这种情况，首先查找系统有没有空W页面，若有说人两缺的页。若没有，执行页面置换算法。.说明内I?片与外碎片的区别。:内部悴片就是已经被分配出去(能明确指出属于哪个进)ill不能被利用的内存空间；外石孕片抬的是JJ没有被仝配出去(不属干任何进相)，但由于太小以至无袪将它分配给申请内存的新？8o.为什久贝面的大小总是2的杲？答：因为计算dl采用二进制算法工作。II单顶选择题CDCACCAADACBCCDDADAABAISAH1.在可变分区存储管理卞，按堆址排列的内存空用区为：10K.4K.20K.18K.7K、9K.12K?15KoW于下刃的连续存

18、储区的1?：(1)12K.10K.9K,(2)12K.10K.15K.18KO使用首次适应算法、最隹适应算法.最差适应算法和循坏首次适应算法，那个空闲区彼便用？：(1)12K.10K.9K百次适应第址20K,10K,18KH坏首次适应算法20K,18K,9K最佳适应算法12K,10K,9K最差适应算法20K,18K,15K12K、10K.15K、18Ko20K,10K,18K,无借坏百次适JS算法20K,18K,15K,无EffiiO算法最差适应算12K,10K,15K,18K法20K,18Kf15K,无.投有一贡氟存储管理系豌，向用户提佻的逆辑堆址空同最大为16页，每贡2048字节，内存总共

19、有8个存储块。试同逆辑堆址至少应为多少位？内存空同有多大？答：2的4次方=16，所以页号占4位，页长为2048=2的11次方，所以页内地址占11位，逆辑堆址15位。存储挟有8个，每个存储快对应2048B大小的页KI,所以主存空间为16KB。?在一分页存储管理系裁中，逆辑地址长度为16位，页面大小为4096字节，？有一逆辑地址为2F6AH,且第0、X2贡依次存在物理块5.8、11号中问相应的物理堆址为多少？苔：由题目两给条件可九本页氏系统的逻辑地址结构为：页号P成内位矜Wo页面大小为4096字节，页内地站占12E,页号占4位.逻辑堆址2F6AH的二进制表示如下：PW001011110110101

20、0由肚可知逻辑地址2F6AH的页号为2,该页存笊在第11号物理挟中，用十AiSNJ表示志号为B,所以物卑地址为BP6AH。.在一次靖求贝法存储管理系钦中，进程P#有5页。前问串为：32532432)04时，试采用LRUI换算法和FIFOg换算法.廿算当分配给该进程的页面分别为3和4时.ffiBQ程中发生的缺页次数和缺贡率.比较所得的结果。FIFO贝回前网次序321032432104内存块数=3321032444100321032224113210333244是否缺页VVVVV7VVVF=9/12=3/4LRU贝面85阿次序321032432104内存tt?=332103243210432103

21、2432103210324321是否缺贡VVVVVVVV7VF=10/12=5/6FIFO页面ffiraa序321032432104内存块数=4321000432104321110432103222104321333210432是否缺页VVVVVVVV7VF=10/12=5/6LRU贡面J5何次序321032432104内存tt?=4321032432104321032432103210324321321000432是否缺贡VVVVVVVVF=8/12=2/3.在堵求页式存储管理中.进程址序列为:10,11,104,170,73,305,180,240,244,445,467,366。试问：（

22、1）如果贡面大小为100,给出页面i?同序列。（2）进程若分得3个页根采用FlF0?LRU替换算法.求缺页中断率？S:（1）RP页号的诉问If列，10在第0页，104在第1页，所以依次为0-0-1-1-0-3-1-2-2-4-4-30FIFO先jj内存的先换出0（a人）-0-1（逍人）-1-0-3（进人）-1-2（0出）-2-4（1出）-4-32/12=16.7%LRU是最近最少币向的页债换出（3 出）-2-4（ 2 出）-4-3（ 40（fflA）-0-1（进人）-1-0-3（进人）-1-2出）3/12=25%一个有快表的存系裁，设内存坊向周期为1微秒，内外存传送一个贡面的平均时间为5ms。如果快表命中率为75%,缺贝中断率为10%。忽昭快表彷同时间，贰求内存的有效存取时同5:快表命中率为75%,缺页中断率为10%,所以内存命