計算機(jī)操作系統(tǒng)教程核心與設(shè)計原理習(xí)題7答案

1、1、存儲管理的主要功能是什么？解內(nèi)存分配、存儲保護(hù)、地址變換、存儲共享、存儲擴(kuò)充2、什么是地址空間、存儲空間、邏輯地址、物理地址？解：1）地址空間：一個程序可以訪問的地址是有限的，這個程序可以訪問的地址范圍我們稱為地址空間，或者說是指程序用來訪問信息所用的地址單元的集合。2）存儲空間：所謂存儲空間是指能夠訪問的主存的范圍。一個數(shù)據(jù)在主存中的位置稱為物理地址或絕對地址。3）邏輯地址：地址空間單元的編號。4）物理地址：存儲空間單元的編號。3、采用可變式分區(qū)存儲管理時，能否實現(xiàn)虛擬冇儲，為什么？解：不能?？勺兪椒謪^(qū)方式雖然分成程序的人小可以變化，但是要求整個程序都裝入內(nèi)存才能運行，這樣無法進(jìn)行邏輯上

2、擴(kuò)充內(nèi)存。4、可變分區(qū)管理有哪幾種存儲分配算法？解：1）首次適應(yīng)算法（FHSt-Fit）o這種策略總是從徒表的開頭開始查找。一旦找到了足夠人的、能滿足給定的請求的第一個空閑分區(qū)，就停止查找。2）I、次適應(yīng)算法（Next-Fit）。又稱為循環(huán)首次適應(yīng)算法。對首次適應(yīng)算法的一個簡單改動就是每次要從上次査找停止的位置開始查找，也就是前次分配后的空閑分區(qū)。3）最佳適應(yīng)算法（Best-Fit）0這種策略的直觀想法是，總是給內(nèi)存請求者分配最適合它人小的空閑分區(qū)，提高內(nèi)存的利用率。5、什么是地址重定位？有哪幾種常用的地址重定位方法？解：由將作業(yè)裝入到與其地址空間不一致的存儲空間所引起的對有關(guān)地址部分的調(diào)整過

3、程稱為地址重定位。常用的重定位方法有兩種，靜態(tài)重定位和動態(tài)重定位。靜態(tài)重定位是指在程序運行Z前由鏈接裝入程序進(jìn)行的重定位。動態(tài)重定位是在程序運行過程中，通過重定位寄存器來進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。6、在某系統(tǒng)中，采用固定分區(qū)分配方式，內(nèi)存分區(qū)（單位：字節(jié)）情況如卜圖左所示?，F(xiàn)有大小為4KB、18KB、50KB、85KB的多個作業(yè)要求進(jìn)入內(nèi)存，試畫出它們進(jìn)入內(nèi)存后的空間分配情況，并說明主存浪費有多大。解：從圖中可以看出該系統(tǒng)共有4個分區(qū)，第一個分區(qū)的大小為10KB,第二個分區(qū)的人小為30KB,第三個分區(qū)的人小為80KB,第四個分區(qū)的大小為100KB.作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)后的情況如卜圖右所示。4Kb的作業(yè)40KB18

4、KB的作業(yè)70KB4Kb的作業(yè)40KB18KB的作業(yè)70KB50KB的作業(yè)150KB0KB30KB256KB256KB85KB的作業(yè)從上圖右可以看出，作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)后，第一分區(qū)剩余空間為6KB,第二分區(qū)剩余空間為12KB,第三分區(qū)的剩余空河為30KB,第四分區(qū)剩余的空間為21KBa主存共浪費69KB.85KB的作業(yè)7、簡述頁式存儲管理的基本原理及地址轉(zhuǎn)換過程。解：分頁存儲管理的原理是：把作業(yè)分成人小相的的部分，稱為頁：把內(nèi)存分成人小與頁的人小相同的分區(qū)，稱為塊。在進(jìn)行內(nèi)存分配時，以塊為單位，使得作業(yè)的多個頁可以離散地存放在內(nèi)存中。地址轉(zhuǎn)換過程參見教材中圖7.8。8、設(shè)有一頁式存儲管理系統(tǒng)，向用戶

5、提供的邏輯地址空間最人為32頁，每頁1024字節(jié)，內(nèi)存共有8個存儲塊，試問邏輯地址至少應(yīng)為多少位？內(nèi)存空間有多大？解：每頁1024字節(jié)，即210,所以頁內(nèi)偏移量占10位，邏輯地址空間最大為32頁，所以頁號部分占用5位，因此，邏輯地址應(yīng)為15位。內(nèi)存中有8個存儲塊，由J：分頁系統(tǒng)中物理塊的大小和邏輯頁的大小相同，所以內(nèi)存空間為8Ko9、試述分頁系統(tǒng)和分段系統(tǒng)的主要區(qū)別。解：分頁存儲管理和分段存儲管理的有很多相似Z處，也有很多不同，它們的主要區(qū)別如卜:（1）頁是信息的物理單位，分頁的主要目的是減少內(nèi)存的外碎片，提高內(nèi)存的利用率。分頁是由J：系統(tǒng)管理員的需求，而不是用戶的需求。段是信息的邏輯單位，分

6、段的目的是為了程序的完整性，使為了滿足用戶的需求。（2）頁的人小是固定的，取決系統(tǒng)，有系統(tǒng)自動把地址分成頁號和塊號。段的長度是不固定的，并且可以不斷變化。（3）分頁的地址空間是一維的，即單一的線性地址空間，程序員只需利用一個記憶符就可以標(biāo)識一個地址；分段的地址空間是二維的，程序員在標(biāo)識一個地址時，即要給出段名，又要給出段內(nèi)地址。10、簡述虛擬存儲器的工作原理。解：將作業(yè)放在磁盤上，當(dāng)作業(yè)裝入的時候，只裝入部分作業(yè)，在作業(yè)的執(zhí)行過程中，當(dāng)需耍訪問的信息不在內(nèi)存，在通過請求調(diào)頁功能或請求調(diào)段功能把需要的信息調(diào)入內(nèi)存。11、一個32位地址的計算機(jī)使用兩級頁表。虛擬地址被分成9位的頂級頁表域，11位的

7、二級頁表域和一個偏移量。頁而大小是多少？在地址空間中一共有多少個頁面？解：頁而大小為212=4KB,地址空間中一共可以使用的頁而是2”個。12、頁系統(tǒng)中頁表的結(jié)構(gòu)？解：頁號、物理塊號、外存地址、狀態(tài)位、訪問位、修改位13、某請求分頁存儲管理系統(tǒng)中，允許用戶編程空間為32個頁面（每頁1KB）,主存為16KB.如有一個用戶的頁表如卜圖所示，貝I虛地址0AC5H、1AC5H對應(yīng)的物理地址是多少?頁號塊號081724310解：每頁大小為IKB則頁內(nèi)地址部分占10個字節(jié)，邏輯地址0AC5H轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制是0000101011000101,即第二頁，存放在第四個物理塊中，所以得到的物理地址是00010010

8、11000101,即12C5Ho邏輯地址1AC5H轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制為0001101011000101,即頁號為6,從頁表中可以看出：第六頁還沒有調(diào)入內(nèi)存，這時產(chǎn)生一個缺頁。14、有一請求分頁存儲管理系統(tǒng)，頁而大小為每頁200字節(jié)，有一個50X50的整型數(shù)組按行連續(xù)存放，每個整數(shù)占2個字節(jié)，將數(shù)組初始化為0的程序描述如卜：inta5050mtij;fdr(i=0;i50;i+)for(j=0j50;j+)aij=0；若在程序執(zhí)行時，內(nèi)存中只有一個存儲塊用來存放數(shù)組信息，試問該程序執(zhí)行時產(chǎn)生多少次缺頁中斷。解：由題目可知，該數(shù)組中有2500個整數(shù)，每個整數(shù)占2個字節(jié)，共需存儲空間5000個字節(jié)；而頁而

9、大小為200個字節(jié)，數(shù)組占用25頁。即a00,a0l,，a049,al0,all,，al49占用一頁a20,a2l,，a249,a30,a3l,，a349占用一頁a480,a48l,，a4849,a490,a49l,，a4949占用一頁初始化數(shù)組是按行進(jìn)行的，即第一頁初始化完成進(jìn)行第二頁，一直到最后一頁，共計25頁，所以產(chǎn)生25次缺頁中斷。15、常用的頁面置換算法有哪些？解1)最優(yōu)置換算法當(dāng)發(fā)生缺頁時，當(dāng)前內(nèi)存中的這兒頁中，有的頁可能以后再也不用了，那么把這個頁置換出去是最好的，如果當(dāng)前內(nèi)存中的幾頁都要使用，那么就選擇一個最后用到的頁并把它置換出去。先進(jìn)先出置換算法當(dāng)發(fā)生頁而置換時，總是選擇當(dāng)

10、前系統(tǒng)中最早進(jìn)入內(nèi)存的那一頁并把它置換出去。最近最久未用置換算法當(dāng)發(fā)生缺頁時，系統(tǒng)會選擇當(dāng)前內(nèi)存頁而中沒有被使用時間最久的那一頁，即最少使用的那一頁，并將它置換出去。16、在一個請求分頁存儲管理系統(tǒng)中，一個作業(yè)的頁而走向是4、3、2、1、4、3、5、2、3、2、1、5,當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)分別為3、4時，試計算采用卜述頁面淘汰算法時的缺頁率（假設(shè)開始時內(nèi)存中沒有頁而），并比較所得結(jié)果。1）最優(yōu)頁面置換算法2）先進(jìn)先出置換算法3）最近最少使用置換算法解1）根據(jù)頁面走向，使用最優(yōu)置換算法時，頁而置換情況如卜:頁面走向432143523215144445252333333321111缺頁YYYY

11、YYY缺頁率為7/12o頁面走向432143523215144445233333222411缺頁YYYYY缺頁率為5/12o2）使用先進(jìn)先出置換算法，頁面置換情況如卜:頁面走向432143523215143214352124321435234321435缺頁YYYYYYYYY缺頁率為9/12頁面走向432143523215143215243213432443缺頁YYYYY缺頁率為5/12o3）最近最久未用置換算法，頁面置換情況如卜:頁面走向432143523215143214352321524321435232134321435532缺頁YYYYYYYYYY缺頁率為10/12。頁面走向4321

12、435232151432143523215243214352321343214355324432144453缺頁YYYYYYY缺頁率為7/12由上述結(jié)果可以看出，增加物理塊數(shù)，可以降低缺頁率。下面的引用串:K2、3、4、1、2、5、K2、3、4、5,對范圍從16的頁框,使用FIFO頁面置換算法，確定其產(chǎn)生的缺頁數(shù)目。畫圖表示缺頁次數(shù)和頁框數(shù)的關(guān)系，以說明Belady異常。解頁面走向1234125123451123412312345缺頁YYYYYYYYYYYY缺頁12次頁面走向1234125123451123412512345212341251234缺頁YYYYYYYYYYYY缺頁12次頁面走向123412512345112341253421234125331234125缺頁YYYYYYYYY缺頁9次頁面走向12341251234511234512345212345123431234512341234512缺頁YYYYYYYYYY缺頁10次頁面123412512345走向11234521234312341251缺頁YYYYY缺頁5次頁面走向123412512