存储管理例题

存储管理例题2023/8/51第1页，课件共27页，创作于2023年2月存储器管理名词解释题段式管理对换(SWAPPING)页式管理页面淘汰快表虚存地址重定位可再入程序抖动逻辑空间物理空间覆盖内零头外零头可再入程序请求页式管理请求段式管理2023/8/52第2页，课件共27页，创作于2023年2月第四章存储器管理二.填空题1.在可变分区存储管理中,为实现地址映射,一般由硬件提供两个寄存器,一个是基址寄存器,另一个是(限长_).2.联想寄存器(相联存储器)的最重要、最独到的特点是(并行__).3.在虚拟段式存储管理中,若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长,则发生____中断.4.在存储管理中,为进程分配内存时,取满足申请要求且长度最大的空闲区域,这一算法称为(最差)分配.5.在页式存储管理中，由(系统)将用户程序划分为若干相等的页.6.在存储管理中，引入快表的目的是_____.7.在虚存系统中不能实现但可以作为衡量其它页面淘汰算法标准的页面淘汰算法是(最佳).8.清内存指令只能在(管态)状态下执行.2023/8/53第3页，课件共27页，创作于2023年2月第四章存储器管理二.填空题9．在采用请求分页式存储管理的系统中，地址变换可能会因为（缺页），(操作保护)和（越界保护）等原因而产生中断。10．在可变分区存储管理中，分区的保护通常采用（地址越界）和（非法操作）两种方式。11．在分区分配算法中，首次适应算法倾向于优先利用内存中（低地址）部分的空闲分区，从而保留了（高地址）部分的大空闲区。12．请求分段式虚拟存储系统必须至少具有三种硬件支持：即（段表）、（缺段中断）和（地址变换）。13.（虚拟）存储管理方案可解决小内存运行大作业。14.分区管理中采用“最佳适应”分配算法时,把空闲区按(按小到大)次序登记在空闲分区表中.15.作业在执行中发生了缺页中断，经操作系统处理后,应让其执行(被中断的)指令.2023/8/54第4页，课件共27页，创作于2023年2月第四章存储器管理二.填空题16．在虚存管理中,虚拟地址空间是指逻辑地址空间,实地址空间是指(物理);前者的大小只受(机器的地址长度)限制,而后者的大小受(物理内存大小限制)限制.17．若选用的()算法不合适,可能会出现抖动现象.18．虚拟存储管理系统的基础是程序的(局部性)理论。19.在段页式存储管理系统中，每道程序都有一个(段表)和一组(页表)20.假设某程序的页面访问序列为1,2,3,4,5,2,3,1,2,3,4,5,1,2,3,4且开始执行时主存中没有页面,则在分配给该程序的物理块数是3且采用FIFO方式时缺页次数是();在分配给程序的物理块数是4且采用FIFO方式时,缺页次数是().在分配给该程序的物理块数是3且LRU方式时,缺页次数是().在分配给该程序的物理块数为4且采用LRU方式时,缺页次数是().2023/8/55第5页，课件共27页，创作于2023年2月第四章存储器管理判断题1.虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现.╳2.在虚存系统中,只要磁盘空间无限大,作业就能拥有任意大的编址空间.╳3.在内存为M的分时系统中,当注册的用户有N个时,每个用户拥有M/N的内存空间.4.大多数虚拟系统采用OPT(优化)淘汰算法是因为它确实可以得到最小的缺页率.╳5.在请求页式存储管理中,页面淘汰所花费的时间不属于系统开销.╳6.页式存储管理中,用户应将自己的程序划分成若干相等的页.╳7.存储保护的目的是限制内存的分配.╳8.清内存指令只能在管态下执行.√9.在页式虚拟存储系统中,页面长度是根据程序长度动态地分配的.╳

2023/8/56第6页，课件共27页，创作于2023年2月第四章存储器管理判断题10.所谓最近最少使用（LRU）页面调度算法是指将驻留在内存中使用次数最少的页面淘汰掉.╳11.由于现代操作系统提供了程序共享的功能，所以要求被共享的程序必须是可再入程序.√12.在页式虚拟存储系统中，页面长度固定并且是硬件的设计特性.√4.大多数虚拟系统采用OPT(优化)淘汰算法是因为它确实可以得到最小的缺页率.╳13.存储保护的功能是限制内存存取.√14.请求分页存储管理系统，若把页面的大小增加一倍，则缺页中断次数会减少一半。（╳）15.为了使程序在内存中浮动,编程时都使用逻辑地址。因此，必须在地址转换后才能得到主存的正确地址(√)

2023/8/57第7页，课件共27页，创作于2023年2月第四章存储器管理选择题1、以下哪种算法不属于多个分区的可变分区存储管理方式的主存分配算法（D）A最先适应分配算法 B最优适应分配算法 C最坏适应分配算法 D最后适应分配算法2、在固定分区管理方式中，处理器执行作业时，对每条指令中的地址要求满足（B）A下限地址≤绝对地址≥上限地址 B下限地址≤绝对地址≤上限地址 C上限地址≤绝对地址≤下限地址 D上限地址≤绝对地址≥上限地址 3、以下叙述中，不正确的是（D）A采用动态重定位，在必要时可以改变装入的作业在主存中的存放区域B采用动态重定位的系统支持“程序浮动”C采用静态重定位的系统不支持“程序浮动”D采用动态和静态重定位的系统都支持“程序浮动”

2023/8/58第8页，课件共27页，创作于2023年2月4、

在页式存储管理中，假定地址用m个二进制位表示，其中页内地址部分占用了n个二进制位，那么最大的作业允许有（B）个页面。A 2n B 2(m-n) C 2m D 2(m+n)

5、

关于一个分区的存储管理，以下叙述不正确的是（B）A一个分区的存储管理每次只允许一个作业装入主存储器B一个分区的存储管理中，必须采用动态重定位的方式进行地址转换C一个分区的存储管理适用于单道程序的系统D要将一个分区的存储管理运用到分时系统中，需采用与对换技术相结合的方式6、

下面哪种算法不属于页式虚拟存储管理中的页面调度算法（C）A先进先出调度算法 B最近最少用调度算法 C优先数调度算法 D最近最不常用调度算法7、

缺页中断率与哪个因素无关（D）A分配给作业的主存块数 B页面的大小和调度算法C程序编制方法 D作业的逻辑地址2023/8/59第9页，课件共27页，创作于2023年2月8、很好地解决了“零头”问题的存储管理方法是(A)A页式存储管理B段式存储管理C多重分区管理D可变式分区管理9、在存储管理中,(D)可与覆盖技术配合.A页式管理 B段式管理 C段页式管理 D可变分区管理10、虚拟存储器的最大容量(B)A为内外存容量之和 B由计算机的地址结构决定C是任意的 D由作业的地址空间决定11.下述(A)页面淘汰算法会产生BELADY现象.A先进先出B最近最少使用C最不经常使用D最佳

2023/8/510第10页，课件共27页，创作于2023年2月1、简述页式存储管理中设置页表和快表的作用。答：页式存储管理中设置的页表指出了逻辑地址中的页号与所占的主存块号的对应关系。页式存储管理在用动态重定位方式装入作业时，要利用页表做地址转换工作。快表是存放在高速缓存中的部分页表。由于采用页表做地址转换，读写内存数据时CPU要访问两次主存。有了快表，有时只要访问一次高速缓存以及一次主存即可，这样就提高了查找的速度和指令执行的效率。2023/8/511第11页，课件共27页，创作于2023年2月1、页式存储管理中，一个由4个页面，每页有1024个字节组成的逻辑空间，把它装入到有64个物理块的存储器中，请问：1）逻辑地址需要多少位二进制数来表示？2）绝对地址需要多少位二进制数来表示？答：1）由于共有4个页面，所以逻辑页号需要2位二进制数表示，每页1024个字节需要10位二进制数表示，所以，逻辑地址需要12位二进制数表示。2）因为主存有64个物理块，需要6位二进制数来表示，块的大小与页的大小相等，所以块内地址也需要10位二进制数，所以，绝对地址需要用16位二进制数表示。。2023/8/512第12页，课件共27页，创作于2023年2月1、什么是缺页中断率？影响缺页中断率的因素有哪些？

答：假设作业执行中访问页面的总次数为A，其中有F次访问的页面尚未装入主存，故产生F次缺页中断。于是定义f=F/A，f称为缺页中断率。

影响缺页中断率的因素有：1）分配给作业的主存块数；2）页面的大小；3）程序编制方法；4）页面调度算法。

2023/8/513第13页，课件共27页，创作于2023年2月1、试述缺页中断与一般中断的主要区别。

答：答：缺页中断作为中断，同样需要经历保护CPU现场、分析中断原因、转缺页中断处理程序进行处理、CPU现场等步骤。但缺页中断又是一种特殊的中断，它与一般中断的主要区别是:

.在指令执行期间产生和处理中断信号.通常,CPU都是在一条指令执行完后去检查是否有中断请求到达.若有便去响应中断;否则继续执行下一条指令.而缺页中断是在指令执行期间,发现所要访问的指令或数据不在内存时产生和处理的.

.一条指令在执行期间可能产生多次缺页中断.例如,对于一条读取数据的多字节指令，指令本身跨越两个页面,假定指令后一部分所在页面和数据所在页面均不在内存,则该指令的执行至少产生两次缺页中断.

2023/8/514第14页，课件共27页，创作于2023年2月1、采用可变分区方式管理主存空间时，若主存中按地址顺序依次有五个空闲区，空闲区的大小分别为45K、40K、15K、200K、150K。现有五个作业J1、J2、J3、J4和J5，它们所需的主存依次为13K、36K、108K、43K和195K，如果采用最先适应分配算法能把五个作业按J1-J5的次序全部装入主存吗？用什么分配算法装入这五个作业能使主存利用率最高？答：用最先适应算法，这五个作业无法全部一次装入主存。因为J1（13K）和J2（36K）能够装入前两个空闲区（45K，40K），J3（108K）无法装入第三个空闲区（15K），所以J3（108K）和J4（43K）分别装入第四个（200K）和第五个空闲区（150K），而J5（195K）就无法装入主存了。 用最优适应算法能使主存的利用率最高。此时，五个作业能够依次全部装入主存。2023/8/515第15页，课件共27页，创作于2023年2月一个有4个页面（页号为0-3）组成，每页有512个字节组成的程序，把它装入一个由8个物理快（块号为0-7）组成的存储器中，装入情况如表所示。给出下面的逻辑地址，请按页表计算出绝对地址。

(a)0，200 (b)1，185 (c)2，815 (d)3，1050

逻辑页号

主存块号

041627332023/8/516第16页，课件共27页，创作于2023年2月答：因为每页有512个字节，所以主存块中每块也有512个字节。则主存中各块的起始地址=块号*块长，它们分别如下。

0块：0000 1块：0512 2块：1024 3块：1536

4块：2048 5块：2560 6块：3072 7块：3584

（a）0，200的绝对地址为：2048+200=2248

（b）1，185的绝对地址为：3072+185=3257

（c）越界

（d）越界

2023/8/517第17页，课件共27页，创作于2023年2月在内存管理中,“内零头”,“外零头”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,段式虚拟存储系统中,各会存在何种零头?为什么?答:内零头:若存储单元长度为N,该块存储的作业长度为M,则剩下的长度为(N-M)的空间称为该单元的内部碎片;若存储单元长度为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过该块的作业,则称该块为外零头.在固定式分区分配中两种零头均会存在,因为空间划分是固定的,无论作业长短,存储单元均不会随之变化,若作业短而存储块长则产生内零头,若作业长而存储块短则产生外零头.在可变式分区分配中只有外零头而无内零头,因为空间划分是依作业长度进行的,是要多少给多少,但剩下的部分太短而无法再分则成为外零头页式虚存中会存在内零头而无外零头,因为存储空间与作业均分为等长单元,所以不存在无法分配的单元,但作业长度并不刚好为页面大小的整数倍,因此在最后一页会有剩余空间,即为内零头段式虚存中会存在外零头而无内零头,因段式的空间划分类似于可边分区分配,根据段长分配,要多少给多少,但会剩余小空间无法分配,则为外零头.2023/8/518第18页，课件共27页，创作于2023年2月考虑一个请求分页系统,测得如下的时间利用率:CPU:20%,分页磁盘:97.7,其他外设:5%.下列措施中哪个(些)可改善CPU的利用率?说明理由.更换速度更快的CPU:更换更大容量的分页磁盘;增加内存中的用户进程数;挂起内存中某个(些)用户进程;采取更快的I/O设备答:CPU的利用率指的是系统整个运行时间里,CPU有多少时间是真正处理用户的数据运算.由于磁盘利用率已达97.7%,说明磁盘空间紧张而影响CPU利用率,更换大容量的磁盘可以提高CPU利用率.慢速外设往往同快速CPU不匹配.因此提高I/O设备的速度,也可以CPU的效率.内存中进程数增加，可令CPU空闲时间减少,也可以在一定程度上CPU的利用率.2023/8/519第19页，课件共27页，创作于2023年2月

有一个多道程序设计系统，采用可变分区方式管理主存中的用户空间，且允许移动已在主存中的作业。设用户空间为200K，主存空间的分配算法为最先适应分配算法，现有如表所示作业采用先来先服务进行调度。1、按上述要求填充表中的空白处计算四个作业的平均周转时间(40+60+120+60)/4=702023/8/520第20页，课件共27页，创作于2023年2月作业名

进入“输入井”时间

需计算时间（分钟）

主存要求

装入主存时间

开始执行时间

执行结束时间

周转时间（分钟）

A8：304040K8：308：309：1040B8：4030120K8：409：109：4060C8：5050180K10：010：010：50120D9：002080K9：109：4010：0602023/8/521第21页，课件共27页，创作于2023年2月1.

有一操作系统采用段式管理，用户区主存为512KB，空闲链接入空闲链表，分配时截取空块的前半部分（小地址部分）。初始时全部空闲。在执行了如下申请，释放操作序列后：(1)reg(300kb),(2)reg(100kb),release(300kb),(3)reg(150kb),(4)reg(50kb),(5)reg(90kb)采用最先适配，空闲表中有哪些空块，用图示的方式表示。（指出大小及始址）采用最佳适配，空闲表中有哪些空块。用图示的方式表示。（指出大小及始址）若随后又要申请80KB，针对上述两种情况会产生什么后果？这说明了什么问题？2023/8/522第22页，课件共27页，创作于2023年2月

有一矩阵：VARA:ARRAY[1..100,1..100]OFINTEGER;按先行后列次序存储。在一个虚存系统中，采用LRU淘汰算法，一个进程有三页内存空间，每页可以存放200个整数，其中第一页存放程序，且假定程序已经在内存。程序A:

FORI:=1TO100DOFORJ:=1TO100DOA[I,J]:=0;程序BFORJ:=1TO100DOFORI:=1TO100DOA[I,J]:=0;

分别就程序A和B的执行过程计算缺页次数。2023/8/523第23页，课件共27页，创作于2023年2月解:

共100*100个变量，每页存放200个，共占100*100/200=50页。

A(1,1)A(1,2)…….A(1,100)A(2,1)…….A(2,100)A(3,1)A(3,2)…….A(3,100)A(4,1)…….A(4,100)A(99,1)A(99,2)…….A(99,100)A(100,1)…….A(100,100)………..2023/8/524第24页，课件共27页，创作于2023年2月程序A的访问轨迹为：A[1,1],A[1,2],A[1,3],…A[1,100]A[2,1],A[2,2],A[2,3],…A[2,100]..A[100,1],A[100,2],A[100,3],…A[100,100]根据变量访问规律可知访问页为：1，2，3，。。。50中断次数为50次程序B的访问轨迹为：

A[1,1],A[2,1],A[3,1],…A[100,1]A[1,2],A[2,2],A[3,2],…A[100,2]..A[1,100],A[2,100],A[3,100],…A[100,100]

可得页面访问轨迹