操作系统第五版答案第7章内存管理

1、第7章内存管理复习题：7.1.内存管理需要满足哪些需求？答：重定位、保护、共享、逻辑组织和物理组织。为何需要重定位进度的能力？答：以往状况下，其实不可以早先知道在某个程序执行时期会有哪个程序驻留在主存中。其他还希望经过供给一个巨大的就绪进度池，可以把活动进度换入和换出主存，以便使办理器的利用率最大化。在这两种状况下，进度在主存中的确切位置是不行预知的。7.3.为何不行能在编译时实行内存保护？答：因为程序在主存中的位置是不行展望的，因此在编译时不行能检查绝对位置来确保保护。而且，大多数程序设计语言同意在运转时进行位置的动向计算（好比，经过计算数组下标或数据结构中的指针）。所以，一定在运转时检查进

2、度产生的所有储存器接见，以便保证它们只接见了分配给该进度的储存空间。7.4.同意两个或多个进度接见进度的某一特定地域的原由是什么？答：假如许多进度正在执行同一程序，则同意每个进度接见该程序的同一个副本要比让每个进程有自己单独的副本更有优势。相同，合作完成同一任务的进度可能需要共享接见同一个数据结构。7.5.在固定分区方案中，使用大小不等的分区有什么好处？答：经过使用大小不等的固定分区：1.可以在供给很多分区的同时供给一到两个特别大的分区。大的分区同意将很大的进度所有载入主存中。2.因为小的进度可以被放入小的分区中，从而减少了内部碎片。7.6.内部碎片和外面碎片有什么差别？答：内部碎片是指因为被

3、装入的数据块小于分区大小而以致的分区内部所浪费的空间。外面碎片是与动向分区相关的一种现象，它是指在所有分区外的储存空间会变为愈来愈多的碎片的。7.7.逻辑位置、相对位置和物理位置间有什么差别？答：逻辑位置是指与当前数据在内存中的物理分配位置没关的接见位置，在执行对内存的接见从前一定把它转变为物理位置。相对位置是逻辑位置的一个特例，是相关于某些已知点（以往是程序的开始处）的储存单元。物理位置或绝对位置是数据在主存中的实质位置。7.8.页和帧之间有什么差别？答：在分页系统中，进度和磁盘上储存的数据被分成大小固定相等的小块，叫做页。而主存被分成了相同大小的小块，叫做帧。一页刚巧可以被装入一帧中。7.

4、9.页和段之间有什么差别？答：分段是细分用户程序的另一种可选方案。采纳分段技术，程序和相关的数据被划分成一组段。尽管有一个最大段长度，但其实不需要所有的程序的所有段的长度都相等。习题：7.1.2.3节中列出了内存管理的5个目标，7.1节中列出了5中需求。请说明它们是一致的。答：重定位支持模块化程序设计；保护保护和接见控制以及进度阻隔；共享&保护和接见控制；逻辑组织支持模块化程序设计；物理组织长远储存及自动分配和管理.72考虑使用大小相均分区的固定分区方案。分区大小为2e16字节，储存的大小为2e24字节。使用一个进度表来包括每一个进度对应的分区。这个指针需要多少位？答：分区的数目等于主存的字节

5、数除以每个分区的字节数：224/216=28.需要8个比特来确立一个分区大小为28中的某一个位置。7.3.考虑动向分区方案，说明均匀内存中空洞的数目是段数目的一半。：，率是0.5,答设n和h为断数目和空洞数目的个数.在主存中每区别一个断产生一个空洞的概因为删除一个断和增加一个断的概率是相同的?假设s是内存中断的个数那么空洞的均匀个数必定等于s/2.而以致空洞的个数必定小余断的数目的直接原由是相邻的两个断在删除是必定会产生一个空洞.7.4.在实现动向分区中的各种搁置算法（见7.2节），内存中一定储存一个悠闲块列表。分别谈论最正确适配、初次适配、相邻适配三种方法的均匀查找长度。答:经过上题我们知道

6、，假设s是驻留段的个数，那么空洞的均匀个数是s/2。从均匀意义上讲，均匀查找长度是s/4。7.5.动向分区的另一种搁置算法是最坏适配，在这类状况下，当调入一个进度时，使用最大的悠闲储存块。该方法与最正确适配、初次适配、周边适配对比，长处和弊端各是什么？它的均匀查找长度是多少？答：一种对最正确适配算法的谈论即是为固定分配一个组块后和节余空间是这样小以致于实质上已经没有什么用途。最坏适配算法最大化了在一次分配以后，节余空间的大小仍足够满足另一需求的机率，同时最小化了压缩的概率。这类方法的弊端是最大存储块最早被分配，所以大空间的要求可能没法满足。7.6.假如使用动向分区方案，以下图所示为在某个给定的

7、时间点的内存配置：暗影部分为已经被分配的块；空白部分为悠闲块。接下来的三个内存需求分别为40MB20MB和10MB分别使用以下几种搁置算法，指出给这三个需求分配的块的开头位置。初次适配最正确适配相邻适配（假设近来增加的块位于内存的开始）最坏适配答：40M的块放入第2个洞中，开头位置是80M.20M的块放入第一个洞中.开头位置是20M.10M的块的开头位置是120M。b.40M,20N,10Mc.40M,20M,10Md.40M,20M,10M,的开头位置分别为230M,20M和的开头位置是80M,120160M.的开头位置是80M,230M,360M.160M.7.7.使用伙伴系统分配一个1M

8、B的储存块。a.利用近似于图7.6的图来说明按以下顺序乞乞降返回的结果：乞求乞求80；返回A;乞求60；返回B;返回D;返回C。70；乞求35；给出返回B以后的二叉树表示。答：7.8.考虑一个伙伴系统，在当前分配下的一个特定块位置为0.假如块大小为4,它的伙伴的二进制位置为多少？假如块大小为16，它的伙伴的二进制位置为多少？答：007.9.令buddyk（x）为大小为2k、位置为x的块的伙伴的位置，写出buddyk（x）的通用表达式。答：7.10.Fabonacci序列定义以下：Fo=O,Fi=1,Fn+2=Fn+i+Fn,n=0这个序列可以用于建立伙伴系统吗？该伙伴系统与本章介绍的二叉伙伴系

9、统对比，有什么长处？答：a.是。字区大小可以确立Fn=Fn-1+Fn-2.。b.这类策略可以比二叉伙伴系统供给更多不一样大小的块，因此拥有减少内部碎片的可能性。但因为创办了许多没用的小块，会造成更多的外面碎片。7.11.在程序执行时期，每次取指令后办理器把指令寄存器的内容（程序计数器）增加一个字，但假如碰着会以致在程序中其余位置连续执行的转跳或调用指令，办理器将更正这个寄存器的内容。此刻考虑图7.8。关于指令位置有两种选择：在指令寄存器中储存相对位置，并把指令寄存器作为输入进行动向位置变换。当碰着一次成功的转跳或调用时，由这个转跳或调用产生的相对位置被装入到指令寄存器中。在指令寄存器中储存绝对

10、位置。当碰着一次成功的转跳或调用时，采纳动向位置变换，其结果储存到指令寄存器中。哪一种方法更好？答：使用绝对位置可以减少动向位置变换的次数。但是，我们希望程序可以被重定位。所以，在指令寄存器中储存相对位置仿佛就更好一些。也可以选择在进度被换出主存时将指令寄存器中的位置变换为相对位置。7.12.考虑一个简单分页系统，其物理储存器大小为232字节，页大小为210字节，逻辑位置空间为216个页。逻辑位置空间包括多少位？一个帧中包括多少字节？在物理位置中指定帧需要多少位？在页表中包括多少个页表项？e.在每个页表项中包括多少位？（假设每个页表项中包括一个有效/无效位）答：a.物理位置空间的比特数是216

11、*210=226b.一个帧包括的字节跟一个页是相同的,210比特.c.主存中帧的数目是232/210=222,所以每个帧的定位要22个比特在物理位置空间，每个页都有一个页表项，所以有216项e.加上有效/无效位，每个页表项包括23位。7.13.分页系统中的虚位置a相当于一对（p,w）,此中p是页号，w是页中的字节号。令z是一页中的字节总数，请给出p和w关于z和a的函数。答：关系是：a=pz+w，此中p=La/z,a/z的整数部分。w=Rz（a）,a除以z的余数7.14.在一个简单分段系统中，包括以下段表：开头位置长度（字节）6602481752442222198996604对以下的每一个逻辑位

12、置，确立其对应的物理位置也许说明段错误能否会发生：0，1982，2561，5303，4440，222答：a.段0定位在660,所以我们有物理位置660+190=858.222+156=378段1长度为422,所以会发生错误996+444=1440660+222=882.7.15.在内存中，存在连续的段S,S2,，S按其创办顺序一次从一端搁置到另一端，以下图所示：当段Sn+1被创即刻，尽管S,S,，S中的某些段可能已经被删除，段Sn+1仍被马上放2n置在段Sn以后。当段(正在使用或已被删除)和洞之间的界限到达内存的另一端时，压缩正在使用的段。a.说明花销在压缩上的时间F依据以下的不等式：F(1-f)/1+kf),k=t/2s-1此中，s表示段的均匀长度(以字为单位)；I表记段的均匀生命周期，按储存器接见；f表示在均衡条件下，未使用的内存部分。提示：计算界限在内存中挪动的均匀速度，并假设复制一个字最少需要两次储存器接见。b.当f=0.2，t=1000，s=50时，计算F。答：a