操作系统-第四章

1、第四章一、选择题1、在请求分页系统中，主要的硬件支持有请求分页的页表机制、缺页中断机构和（ C） 。 A 、时间支持 B 、空间支持 C 、地址变换机构 D 、虚拟存储 2、从下列关于虚拟存储器的论述中，选出一条正确的论述。(B) A.要求作业运行前，必须全部装入内存，且在运行中必须常驻内存； B.要求作业运行前，不必全部装入内存，且在运行中不必常驻内存； C.要求作业运行前，不必全部装入内存，但在运行中必须常驻内存； D. 要求作业运行前，必须全部装入内存，且在运行中不必常驻内存；3、请求分页存储管理方案的主要特点是（C） 。A.不要求将作业装入内存 B.不要求使用联想存储器C.不要求将作业全部装入内存 D.不要求缺页中断的处理4、 在下列特性中，哪一个不是进程的特性（ C ） 。A.异步性 B. 并发性 C. 静态性 D. 动态性5、通常，用户编写的程序中所使用的地址是( A )。A.逻辑地址 B.物理地址 C.绝对地址 D.内存地址二填空题1.引入分段系统，主要是为了满足用户的一系列要求，主要包括了（便于访问） 、 （分段共享） 、 （分段保护） 、（动态链接）几个方面。2.设访

2、问页面顺序为：1，3，2，4，1，2，驻留集大小为 3，按 LRU 策略控制上述访问串，应发生（5）次页故障。# 3、在段页式系统中无快表，为获得一条指令或数据，都需三次访问内存。第一次从内存中取得（页表起始地址） ，第二次从内存中取得（物理块号） ，第三次从内存中取得（指令和数据） 。 #4、虚拟存储器的基本特征是（多次性）和（对换性），因而决定了实现虚拟存储器的关键功能是（请求调页和页置换）功能。 *5在段式存储管理中, 若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长, 则发生（地址越界）中断。 6. 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（最坏适应算法） 7 在页式存储管理中，由（操作系统）将用户程序划分为若干相等的页. 8. 在操作系统的存储管理中，由于进行动态不等长存储分配，在内存中形成一些很小的空闲区域，称之为（碎片） 。 #9 在存储管理中，引入快表的目的是（加快地址映射速度） 。 10. 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（最佳算法（OPT 算法） ）. 11. 在虚拟页式存储管理中设置了快表

3、，用于保存正在运行进程页表的子集，通常快表存放在（高速缓冲存储器）中。 12. 在虚拟段式存储管理中，若所需页面不在内存则发（缺段）中断. *13. 程序中一旦某个位置或数据被访问到，它常常很快又要再次被访问，这一现象称之为程序的（局部性原理）三、简答题1、何为页表和快表？它们各起什么作用？ 页表指出逻辑地址中的页号与所占主存块号的对应关系。作用：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。快表就是存放在高速缓冲存储器的部分页表。它起页表相同的作用。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冲存储器，一次主存，这样可加速查找并提高指令执行速度。2、什么是虚拟存储器？(答: 虚拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存储器，是操作系统采用内外存的交换技术逻辑上提供对物理内存的扩充。3、存储管理的主要功能？答：（1）内存分配；（2）内存保护； （3）地址映射 （4）内存扩充4、什么是地址重定位？（答：把程序相对地址空间的逻辑地址转换为存储空间的绝对地址的工作叫地址重定位。 ）5、什么是交换？答：交换是指先将内存某

4、部分的程序或数据写入外存交换区，再从外存交换区中调入指定的程序或数据到内存中来，并让其执行的一种内存扩充技术。6、什么是 Balady 现象？（答：Belady 现象是指在使用 FIFO 算法进行内存页面置换时，在未给进程或作业分配足够它所要求的全部页面的情况下，有时出现的分配的页面数增多，缺页次数反而增加的奇怪现象。 ）7、离散的内存分配方式有哪些？ 答：分页存储管理、段式存储管理、段页式存储管理四、论述题1.段式管理可以实现虚存吗？如果可以，简述其方式? (答：段式管理可以实现虚存。段式管理把程序按照内容或过程(函数)关系分成段，每段拥有自己的名字。一个用户作业或进程所包含的段对应于一个二维线性虚拟空间(段号 s 与段内相对地址 w)，也就是一个二维虚拟存储器。段式管理以段为单位分配内存，然后通过地址映射机构把段式虚拟地址转换成实际的内存物理地址。只把那些经常访问的段驻留内存，而把那些在将来一段时间内不被访问的段放入外存，待需要时产生缺段中断自动调入.)2、如何实现页式虚拟存储器？(答：虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储系统。从用户观点

5、看，虚拟存储器具有比实际内存大得多的容量，其逻辑容量由逻辑地址结构以及内存和外存容量之和决定，其运行速度接近于内存的速度，而每位成本却又接近于外存。为实现虚拟存储器，首先需要扩充页表，增加状态位以指出所需页是否在内存，增加外存始址，以便调入页面，增加引用位，以供置换算法用，增加修改位以减少换出时写盘次数。另外还要使用两种关键技术：(1)请求调页技术。请求调页技术是指及时将进程所要访问的、不在内存中的页调入内存。该功能是由硬件(缺页中断机构发现缺页)和软件(将所需页调入内存)配合实现的。(2)置换页技术。当内存中已无足够空间用来装入即将调入的页时，为了保证进程能继续运行，系统必须换出内存中的部分页，以保证足够的空间。具体的置换操作并不复杂，其关键是应将哪些页换出，即采取什么置换算法。)3、试述缺页中断和一般中断的主要区别? 答：(1)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，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。(2)一条指令在执行期间可能产生多次缺页中断

6、。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。 ）4、请求页式管理中有哪几种常用的页面淘汰算法？试比较它们的优缺点 答：有 4 种常用的页面置换算法： 、先进先出法（FIFO）：先进入内存的页先被换出内存。它设计简单，实现容易，但遇到常用的页效率低。 、最近最久未使用置换算法（LRU）：离当前时间最近一段时间内最久没有使用过的页面先淘汰。这种算法其实是照顾循环多的程序，其它则不能提高效率，且实现时不太容易。 、最近未使用页面先淘汰（NUR）：是 LRU 的一种简化算法， “0”“1”分别表示某页没被访问或被访问。它较易于实现，开销也较少。 、最佳置换算法（OPT）：系统预测作业今后要访问的页面，淘汰页是将来不被访问的页面或者在最长时间后才被访问的页面。它保证有最少的缺页率，但它实现困难，只能通过理论分析用来衡量其它算法的优劣。五算法应用题1. 设某作业占有 7 个页面，如果在主存中只允许装入 3 个工作页面(即工作集为 3)，作业运行时，实际访问页面的顺序是 3， 2，1， 6， 4，3， 7， 2， 1， 4， 7， 5， 6，2，1， 5。试用 FIFO 与 LRU 页面调度算法，列出各自的页面淘汰顺序和缺页中断次数，以及最后留驻主存 3 页的顺序。(假设开始的 4个页面已装入主存)2、某虚拟存储器的用户编程空间共 16KB，每页的大小为 1KB，内存为 256KB。假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物理块号的对照表如下：则逻辑地址 0A5B（H）所对应的物理地址是什么？页号 块号0 31 92 43 83、假定某个分页式虚拟存储系统中，主存储容量为2M，被分成了 256 块，块号为 0，1255。某作业的地址空间占 4 页，页号为 0，1，2，3，被分配到主存的第 1,4,2,5 块中。回答：主存地址应该用_21_位来表示。作业每一页的长度为_8192_；逻辑地址中的页内地址（单元号）应占用_13_位。把作业中每一页在分到的主存块中的起始地址填入下表：页号 块号 起始地址0 11 42 23 5

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