計算機操作系統(tǒng)作業(yè)3(含答案)

1、一、單項選擇題1聯(lián)想存儲器在計算機系統(tǒng)中是用于_的。a 存儲文件信息 b 與主存交換信息c 內存地址變換 d 內存管理信息2作業(yè)在執(zhí)行中發(fā)生了缺頁中斷，經操作系統(tǒng)處理后，應該執(zhí)行的指令是_。a被中斷的前一條 b被中斷的后一條c作業(yè)的第一條 d被中斷的指令在請求分頁存儲管理中，當指令的執(zhí)行所需要的內容不在內存中時，發(fā)生缺頁中斷，當缺頁調入內存后，應執(zhí)行被中斷指令。 另：缺頁中斷作為中斷與其它中斷一樣要經歷如保護cpu環(huán)境，分析中斷原因，轉入缺頁中斷處理程序進行處理，恢復cpu環(huán)境等幾個步驟，但缺頁中斷又是一種特殊的中斷，它與一般中斷相比，有著明顯的區(qū)別，主要表現(xiàn)在下面兩個方面：(1)缺頁中斷是在

2、指令執(zhí)行期間產生和處理中斷信號的。(2)一條指令的執(zhí)行期間，可能產生多次缺頁中斷。3實現(xiàn)虛擬存儲器的目的是_。a 實現(xiàn)存儲保護 b 實現(xiàn)程序浮動c 擴充外存容量 d 擴充內存容量4在段頁式存儲系統(tǒng)中，一個作業(yè)對應_。a多個段表 b一個段表，一個頁表c一個段表，多個頁表 d多個段表，多個頁表5在虛擬頁式存儲管理方案中，完成將頁面調入內存的工作的是_。a缺頁中斷處理 b頁面淘汰過程 c工作集模型應用 d緊縮技術利用6采用分頁式內存管理時，重定位的工作是由_完成的。a操作系統(tǒng) b用戶 c地址轉換機構 d內存空間分配程序7在分頁式內存管理系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的問題是_。a顛簸 b不能共享 c外部碎片 d動態(tài)

3、鏈接8在下列有關分頁式內存管理的敘述中正確的是_。a程序和數據是在開始執(zhí)行前一次性和裝入的b產生缺頁中斷一定要淘汰一個頁面c一個被淘汰的頁面一定要寫回外存d在頁面中有“訪問位”和“修改位”等消息9. 在可變式分配方案中，最佳適應算法是將空白區(qū)在空白區(qū)表中按_次序排列。a 地址遞增 b 地址遞減 c 容量遞增 d 容量遞減10. 在可變分區(qū)分配方案中，將空白分區(qū)按地址遞增次序排列是要采用_。a最佳適應算法 b最差適應算法 c首次適應算法 d最遲適應算法11. 通常，采用緊縮法消除內存碎片的存儲技術是_。a固定分區(qū)法 b動態(tài)分區(qū)法 c可重定位分區(qū)法 d交換技術12. 在請求分頁存儲管理中，當所訪問

4、的頁面不在內存時，便產生缺頁中斷，缺頁中斷是屬于_。a io中斷 b 程序中斷 c 訪管中斷 d 外中斷13. 在內存管理中，分段管理和分頁管理的主要區(qū)別是_。a分段管理中的塊比分頁管理中的頁要小b分頁管理有地址映射而分段管理沒有c分頁管理有存儲保護而分段管理沒有d分段管理要求一道程序存放在連續(xù)的空間而分頁管理沒有這種要求14分頁式虛擬存儲管理系統(tǒng)中，一般地頁面的大小與可能產生頁錯誤陷阱的次數_。a成正比 b成反比 c無關 d成固定比值15內存保護需要由_完成，以保證進程空間不被非法訪問。a操作系統(tǒng) b硬件機構c操作系統(tǒng)和硬件機構 d操作系統(tǒng)或硬件機構獨立完成16適合多道程序運行的存儲管理中，

5、存儲保護是為了_。a防止一個作業(yè)占用同一個分區(qū) b防止一個作業(yè)占用多個分區(qū)c防止非法訪問磁盤文件 d防止各道作業(yè)相互干擾17在可變分區(qū)分配方案中，某個作業(yè)完成后系統(tǒng)收回其內存空間，并與相鄰空閑區(qū)合并，為此需修改空閑區(qū)表，造成空閑區(qū)數減1的情況是_。a無上鄰空閑區(qū)，也無下鄰空閑區(qū) b有上鄰空閑區(qū)，但無下鄰空閑區(qū)c有下鄰空閑區(qū)，但無上鄰空閑區(qū) d有上鄰空閑區(qū)，也有下鄰空閑區(qū)18在目標程序裝入內存時，一次性完成地址修改的方式是_。a靜態(tài)重定位 b動態(tài)重定位 c靜態(tài)鏈接 d動態(tài)鏈接19. 虛存是_。a 容量擴大了的內存 b 提高運算速度的設備c 實際不存在的存儲器 d 進程的地址空間及其內存擴大方法2

6、0下面關于虛擬存儲器的敘述中正確的是_。a要求程序運行前必須全部裝入內存，且在運行過程中一直駐留在內存b要求程序運行前不必全部裝入內存，且在運行過程中不必一直駐留在內存c要求程序運行前不必全部裝入內存，但在運行過程中必須一直駐留在內存d要求程序運行前必須全部裝入內存，但在運行過程中不必一直駐留在內存21. 在一個可變式分區(qū)管理中，最差適應算法應將空閑區(qū)按_的次序排列。a 地址遞增 b 地址遞減 c 容量遞增 d 容量遞減22. 采用固定分區(qū)方式分配主存的最大缺點是_。a 不利于存儲保護 b 分配算法復雜c 主存利用率不高 d 零頭太多23. 存儲管理方案中，_可采用覆蓋技術。a 單一連續(xù)區(qū) b

7、 可變分區(qū) c 段式 d 段頁式24. 關于分頁管理系統(tǒng)的頁面調度算法說法中錯誤的是_。a一個好的頁面調度算法應減少和避免顛簸現(xiàn)象bfifo調度算法實現(xiàn)簡單，選擇最先進入內存的頁面調出clru調度算法是基于局部性原理的算法，首先調出最近一段時間未被訪問過的頁面dclock調度算法首先調出一段時間內被訪問次數多的頁面lfu調度算法，即最不經常使用(least frequently used，lfu)算法，選擇近期最少訪問的頁面進行替換。這種算法容易與lru算法混淆，是因為翻譯的原因。實際上，lru應該翻譯為最久沒有使用算法比較符合原意，這樣就容易理解：lfu記錄頁面訪問的“多少”，而lru記錄“

8、有無”頁面訪問，前者更加復雜。二、簡答題1. 什么是動態(tài)鏈接？用何種內存分配方法可以實現(xiàn)這種鏈接？動態(tài)鏈接就是指當程序運行到需要調用一塊時，再去鏈接它。對于未使用的模塊，就可以不必鏈接。采用段式內存分配凡方法實現(xiàn)這種鏈接技術。2. 為什么靜態(tài)重定位后的程序在內存中不能移動？為什么動態(tài)重定位的程序在內存中可以移動？或：靜態(tài)重定位和動態(tài)重定位的不同在于：靜態(tài)重定位是在作業(yè)裝入的時候一次完成，動態(tài)重定位是在作業(yè)執(zhí)行時再實現(xiàn)的。靜態(tài)重定位是軟件支持的，動態(tài)重定位是硬件和軟件合作實現(xiàn)的。靜態(tài)重定位不能實現(xiàn)主存的移動，而動態(tài)重定位可以。3. 存儲管理的主要任務是什么？對主存儲器中的用戶區(qū)域進行管理；（1分

9、） 主存空間的分配和回收；（1分） 主存空間的共享和保護；（1分） 地址轉換（重定位）以及主存空間的擴充（虛擬存儲器技術）。（1分）4. 快表的引入為何能明顯改進系統(tǒng)性能？(1) 存儲器訪問具有時間和空間的“局部性”，因此快表的命中率一般可達70%到90%；(2) 頁表是在系統(tǒng)執(zhí)行過程中，每時每刻都需要訪問的，因此，訪問時間的微小縮短，其累計節(jié)約的時間卻可以達到很大。5. 分頁存儲管理與分段管理的主要區(qū)別是什么？提出分頁管理和分段管理的目的是什么？n 分頁和分段的主要區(qū)別n 頁是信息的物理單位，分頁是為實現(xiàn)離散分配方式，以消減內存的外零頭，提高內存的利用率?；蛘哒f，分頁僅僅是由于系統(tǒng)管理的需要

10、而不是用戶的需要。段則是信息的邏輯單位，它含有一組其意義相對完整的信息。 分段的目的是為了能更好地滿足用戶的需要。 n 頁的大小固定且由系統(tǒng)決定，由系統(tǒng)把邏輯地址劃分為頁號和頁內地址兩部分，是由機器硬件實現(xiàn)的，因而在系統(tǒng)中只能有一種大小的頁面；而段的長度卻不固定， 決定于用戶所編寫的程序，通常由編譯程序在對源程序進行編譯時，根據信息的性質來劃分。n 分頁的作業(yè)地址空間是一維的，即單一的線性地址空間，程序員只需利用一個記憶符，即可表示一個地址； 而分段的作業(yè)地址空間則是二維的，程序員在標識一個地址時，既需給出段名， 又需給出段內地址。 n 提出分頁管理的目的是為了提高內存空間的利用率；提出分段管

11、理的目的除了可以提高內存空間的利用率（相對分區(qū)管理而言）外，主要是為了更好的實現(xiàn)程序的共享和動態(tài)鏈接，方便用戶編程。6. 虛存管理與實存管理的根本區(qū)別是什么？根本區(qū)別就在于，虛擬管理允許部分裝入和部分對換，而實存管理不允許這樣做。所謂部分裝入，指的是一道應用程序不是全部裝入內存以后才開始執(zhí)行而是只裝入其中一部分，甚至一點都不裝入就開始運行，然后在運行的構成中根據需要逐步的裝入其余部分；部分對換，指的是當內存已滿而又有新的將部分需要裝入時，要把已在內存的某一部分換出去，以騰出空間存放新來者。部分裝入和部分對換的結果是可以用較小的內存運行較大的程序。實存管理則不同，它所要求的是整體裝入。7. 分頁

12、存儲管理、分段存儲管理虛地址到物理地址的轉換過程。分頁存儲管理：在cpu給出有效地址后，由地址變換機構自動地將頁號p送入高速緩沖寄存器，并將此頁號與高速緩存中的所有頁號進行比較，若其中有與此相匹配的頁號，便表示所要訪問的頁表項在快表中。于是，可直接從快表中讀出該頁所對應的物理塊號，并送到物理地址寄存器中。如在塊表中未找到對應的頁表項，則還須再訪問內存中的頁表，找到后，把從頁表項中讀出的物理塊號送地址寄存器；同時，再將此頁表項存入快表的一個寄存器單元中，亦即，重新修改快表。但如果聯(lián)想寄存器已滿，則os必須找到一個老的且已被認為不再需要的頁表項，將它換出。分段存儲管理：系統(tǒng)設置一對寄存器n 段表始

13、址寄存器（stbr）n 用于保存正在運行進程的段表的始址。n 段表長度寄存器（stlr）n 用于保存正在運行進程的段表的長度。n 地址變換機構n 將邏輯地址中的段號與段表長度stlr進行比較。若sstlr，表示段號太大，訪問越界，產生越界中斷信號；n 根據段表的始址和該段的段號，計算出該段對應段表項的位置，從中讀出該段在內存的起始地址，然后，再檢查段內地址d是否超過該段的段長sl。若超過，即dsl，發(fā)出越界中斷信號；n 將該段的基址d與段內地址相加，即可得到要訪問的內存物理地址。8. 在采用首次適應算法回收內存時，可能會出現(xiàn)幾種情況，該如何處理？a. 回收區(qū)與插入點的前一個分區(qū)相鄰接，此時可將

14、回收區(qū)與插入點的前一分區(qū)合并，不再為回收分區(qū)分配新表項，而只修改前鄰接分區(qū)的大?。?b. 回收分區(qū)與插入點的后一分區(qū)相鄰接，此時合并兩區(qū)，然后用回收區(qū)的首址作為新空閑區(qū)的首址，大小為兩者之和； c. 回收區(qū)同時與插入點的前后兩個分區(qū)鄰接，此時將三個分區(qū)合并，使用前鄰接分區(qū)的首址，大小為三區(qū)之和，取消后鄰接分區(qū)的表項； d. 回收區(qū)沒有鄰接空閑分區(qū)，則應為回收區(qū)單獨建立一個新表項，填寫回收區(qū)的首址和大小，并根據其首址，插入到空閑鏈中的適當位置.9. 影響缺頁中斷率有哪幾個主要因素？影響缺頁中斷率的因素有四個：分配給作業(yè)的主存塊數多則缺頁率低，反之缺頁中斷率就高。頁面大，缺頁中斷率低；頁面小缺頁中

15、斷率高。程序編制方法。以數組運算為例，如果每一行元素存放在一頁中，則按行處理各元素缺頁中斷率低；反之，按列處理各元素，則缺頁中斷率高。頁面調度算法對缺頁中斷率影響很大，但不可能找到一種最佳算法。10. 什么叫碎片？(零散的小空閑區(qū)) 怎樣解決碎片問題？答：所謂碎片是指內存中出現(xiàn)的一些零散的小空閑區(qū)域。解決碎片的方法是移動所有占用區(qū)域，使所有的空閑區(qū)合并成一片連續(xù)區(qū)域。這一過程稱為緊湊，這一技術就是緊湊技術。11. “抖動”的原因？預防方法？n 抖動，又稱為顛簸n 在虛存中，頁面在內存與外存之間頻繁調度，以至于調度頁面所需時間比進程實際運行的時間還多，此時系統(tǒng)效率急劇下降，甚至導致系統(tǒng)崩潰。這種

16、現(xiàn)象稱為顛簸或抖動。n 原因n 頁面淘汰算法不合理n 分配給進程的物理頁面數太少抖動的預防辦法：n 采用局部置換策略n 把抖動影響局限在單個進程內n 把工作集算法融入到處理機調度中n 調度前檢查每個進程在內存中駐留頁面是否足夠多，如果夠則調入新的作業(yè)，否則為缺頁率高的進程增加物理塊。n 利用“l(fā)=s”準則調節(jié)缺頁率n l是缺頁之間的平均時間，s處理一次缺頁的時間。n 選擇暫停的進程降低多道程序度三、應用題1. 在一個采用頁式虛擬存儲管理的系統(tǒng)中，某進程依次要訪問的字地址是：115，228，128，88，446，102，321，432，260，167。若作業(yè)的第0頁已經裝入內存，現(xiàn)分配給該作業(yè)的

17、主存共300字，頁面的大小為100字。請回答以下問題：（1）按fifo調度算法將產生多少次缺頁中斷，依次淘汰的頁號是什么？給出計算過程。（2）按lru調度算法將產生多少次缺頁中斷，依次淘汰的頁號是什么？給出計算過程。2. 有一個系統(tǒng)其內存容量為1024kb，有8個作業(yè)同時到達，各作業(yè)需要的內存量何運行時間如表所示：作業(yè)編號需要內存量（kb）運行時間（s）1140328013100346025501630371528203假定系統(tǒng)初啟時，將內存1024kb按作業(yè)的編號順序分給各道作業(yè)，并假定是多cpu下，分配到內存的作業(yè)都可以立即運行。問：（1）1s后，內存空白區(qū)按首次適應何最佳適應算法的鏈接方

18、式鏈接，將如何鏈接？（2）2s后，其內存空白區(qū)按上述兩種算法如何鏈接？（3）在（2）后，此時有一個作業(yè)9要求進入內存，它需要內存量為12kb，按上述兩種算法，將把哪一塊空白區(qū)分給它？3. 設某計算機的邏輯地址空間和物理地址空間都是64kb，按字節(jié)編址。若某進程最多需要6頁（page）數據存儲空間，每頁大小為1kb。操作系統(tǒng)采用固定分配局部淘汰策略為此進程分配4個頁幀（page frame）。頁號頁框（page frame）號裝入時刻有效位（存在位）071301142301222001391601當該進程執(zhí)行到時刻260時，需要訪問邏輯地址17cah的數據，請回答下列問題：（1）該邏輯地址對應的

19、頁號是多少？（2）若采用先進先出（fifo）換頁算法，該邏輯地址對應的物理地址是多少？要求給出計算過程。（3）若采用時鐘（clock）換頁算法，該邏輯地址對應的物理地址是多少？要求給出計算過程。（設搜索下一頁的指針沿順時針方向移動，且當前指示第2頁，示意圖如下）4. 一個好的頁面替換算法應使缺頁中斷次數最少，一種方法是將正使用的頁均勻地分散在整個存儲區(qū)中?？梢越o每一頁框附加一個計數器，用它記錄與該頁框相關的頁的個數。當進行頁面替換時，選擇其計數器之值最小的那個頁框。(1) 利用上述思想，提出一個頁面替換算法，并回答下面的問題：a. 該計教器的初值是多少?b. 該計數器何時增值?c. 該計數器何

20、時減值?d. 如何選擇被替換的頁?(2) 若有4個頁框，給定下面的頁訪問串，使用你的算法將會出現(xiàn)多少次缺頁中斷?1、2、3、4、5、3、4、1、6、7 、4、3、8、5、9、7、8、9、5、4、5、4、2(3) 給定(2) 中同樣的條件和訪問串，若采用最佳頁面替換算法，其缺頁中斷次數的最小值是多少?5. 一個采用請求式存儲管理的計算機系統(tǒng)，其主存（實存）容量為256m字節(jié)，虛存容量（給用戶的最大地址空間）為4g字節(jié)，頁面大小為4k字節(jié)，試問： (1) 主存物理地址應設為多少位？(2) 主存中有多少物理塊？(3) 虛擬地址應該設多少位？(4) 虛擬地址空間最多可以有多少頁？(5) 頁內最大和最小

21、偏移量是多少？參考答案一、選擇題cadca cadcc cbdbc ddadb dcad二、簡答題1.動態(tài)鏈接就是指當程序運行到需要調用某一模塊時，再去鏈接。對于未使用的模塊就可以不必鏈接。采用段式內存分配方法可以實現(xiàn)這種動態(tài)鏈接。2.靜態(tài)重定位后的程序在內存中不能移動的原因如下：靜態(tài)重定位后的程序的代碼發(fā)生了變化，由原來邏輯地址的程序已經變?yōu)槲锢淼刂返某绦?，按物理地址的方式運行，因此不能再進行移動。動態(tài)重定位的程序在內存中可以移動的原因如下：動態(tài)重定位是在程序運行過程中由硬件進行地址變換，變換的結果存放在內存地址寄存器中。程序代碼并沒有發(fā)生變化，仍然是邏輯地址的代碼，按邏輯地址的方式運行。因

22、此，在內存中移動程序代碼之后，僅需要根據代碼新的起始位置，重新設定基地址寄存器的值。3.存儲管理的主要任務時主存存儲分配、地址變換、存儲保護和存儲擴充4.快表的能明顯改進系統(tǒng)的性能的原因如下：（1）存儲器訪問具有時間和空間的局部性，因此快表的命中率一般可達7090。（2）在系統(tǒng)執(zhí)行過程中，每時每刻都需要訪問頁表，因此，訪問時間的微笑縮短，其累計節(jié)約的時間就很大。5.分頁與分段存儲管理的主要區(qū)別如表所列 分頁 分段 一維連續(xù)邏輯地址空間 二維邏輯地址空間 頁是信息的物理單位 段是信息的邏輯單位 頁是面向系統(tǒng)的 段是面向用戶的 頁內的信息邏輯上是不可能完整的 段內的信息在邏輯上是完整的 頁的大小固

23、定，由系統(tǒng)劃分 段長可變 對用戶透明 用戶可見 便于存儲保護 適于動態(tài)鏈接和共享 以頁長為單位分配空間不需要緊湊技術 以段長為單位分配空間 以頁為單位進行交換 以段為單位進行交換 存在內零頭 存在外零頭，需采用緊湊技術 提出分頁管理的目的是為了提高內存空間的利用率；提出分段管理的目的除了可以提高內存空間的利用率（相對分區(qū)管理而言）外，主要是為了更好的實現(xiàn)程序的共享和動態(tài)鏈接，方便用戶編程。6.根本區(qū)別就在于，虛擬管理允許部分裝入和部分對換，而實存管理不允許這樣做。所謂部分裝入，指的是一道應用程序不是全部裝入內存以后才開始執(zhí)行而是只裝入其中一部分，甚至一點都不裝入就開始運行，然后在運行的構成中根

24、據需要逐步的裝入其余部分；部分對換，指的是當內存已滿而又有新的將部分需要裝入時，要把已在內存的某一部分換出去，以騰出空間存放新來者。部分裝入和部分對換的結果是可以用較小的內存運行較大的程序。實存管理則不同，它所要求的是整體裝入。7.參考講義8.（1）回收區(qū)與插入點的前一個空閑分區(qū)f1相鄰接，此時應將回收區(qū)與插入點的前一分區(qū)合并，不必為回收分區(qū)分配新表項，而只須修改其前一分區(qū)f1的大小。 （2）回收區(qū)與插入點的后一個空閑分區(qū)f2相鄰接，此時應將兩分區(qū)合并，形成新的空閑分區(qū)，但用回收區(qū)的首址作為新空閑分區(qū)的首址，大小為兩者之和。 （3）回收區(qū)同時與插入點的前、后兩個分區(qū)鄰接，此時將三個分區(qū)合并，使

25、用f1的表項和f1的首址，取消f2的表項,大小為三者之和。 （4）回收區(qū)既不與f1鄰接，又不與f2鄰接。這時應為回收區(qū)單獨建立一新表項,添寫回收區(qū)的首址和大小，并根據其首址插入到空閑鏈中的適當位置。9.影響缺頁中斷率的因素有四個： 分配給作業(yè)的主存塊數多則缺頁率低，反之缺頁中斷率就高。 頁面大，缺頁中斷率低；頁面小缺頁中斷率高。 程序編制方法。以數組運算為例，如果每一行元素存放在一頁中，則按行處理各元素缺頁中斷率低；反之，按列處理各元素，則缺頁中斷率高。 頁面調度算法對缺頁中斷率影響很大，但不可能找到一種最佳算法。10.所謂碎片是指內存中出現(xiàn)的一些零散的小空閑區(qū)域。解決碎片的方法是移動所有占用區(qū)域，使所有的空閑區(qū)合并成一片連續(xù)區(qū)域。這一過程稱為緊湊，這一技術就是緊湊技術。11.參考講義三、應用題1.因為頁面的大小是100字，所以字地址的低兩位是頁內地址其余部分是頁號。因此，進程要依次訪問的頁面號是：1，2，1，0，4，1，3，4，2，1。又因為分配給用戶的主存共300字，即是300/100=3幀。 （2分）（1）fifo調度算法執(zhí)行過程：1 2 1 0 4 1 3 4 2 1 缺頁 缺頁 缺頁 缺頁 缺頁 因此，缺頁5次，依次淘汰的頁號是：0、1、2。（