操作系統(tǒng) 第四章 存儲管理習(xí)題

1、第四章 存儲管理習(xí)題一、選擇題、存儲分配解決多道作業(yè)（）的劃分問題。為了解決靜態(tài)和動態(tài)存儲分配，需采用地址重定位，即把（）變換成（），靜態(tài)重定位由（）實(shí)現(xiàn)，動態(tài)重定位由（）實(shí)現(xiàn)。： 地址空間 符號名空間 主存空間 虛擬空間、： 頁面地址 段地址 邏輯地址 物理地址 外存地址 設(shè)備地址： 硬件地址變換機(jī)構(gòu) 執(zhí)行程序 匯編程序 連接裝入程序 調(diào)試程序 編譯程序 解釋程序、提高主存利用率主要是通過（）功能實(shí)現(xiàn)的。（）的基本任務(wù)是為每道程序做（）；使每道程序能在不受干擾的環(huán)境下運(yùn)行，主要是通過（）功能實(shí)現(xiàn)的。、： 主存分配 主存保護(hù) 地址映射 主存擴(kuò)充： 邏輯地址到物理地址的變換； 內(nèi)存與外存間的交換

2、； 允許用戶程序的地址空間大于內(nèi)存空間； 分配內(nèi)存、由固定分區(qū)方式發(fā)展為分頁存儲管理方式的主要推動力是（）；由分頁系統(tǒng)發(fā)展為分段系統(tǒng)，進(jìn)而以發(fā)展為段頁式系統(tǒng)的主要動力分別是（）。B： 提高主存的利用率； 提高系統(tǒng)的吞吐量； 滿足用戶需要； 更好地滿足多道程序運(yùn)行的需要； 既滿足用戶要求，又提高主存利用率。、靜態(tài)重定位是在作業(yè)的（）中進(jìn)行的，動態(tài)重定位是在作業(yè)的（）中進(jìn)行的。、： 編譯過程； 裝入過程； 修改過程； 執(zhí)行過程5、對外存對換區(qū)的管理應(yīng)以（）為主要目標(biāo)，對外存文件區(qū)的管理應(yīng)以（）為主要目標(biāo)。、： 提高系統(tǒng)吞吐量； 提高存儲空間的利用率； 降低存儲費(fèi)用； 提高換入換出速度。6、從下列關(guān)

3、于虛擬存儲器的論述中，選出一條正確的論述。 要求作業(yè)運(yùn)行前，必須全部裝入內(nèi)存，且在運(yùn)行中必須常駐內(nèi)存； 要求作業(yè)運(yùn)行前，不必全部裝入內(nèi)存，且在運(yùn)行中不必常駐內(nèi)存； 要求作業(yè)運(yùn)行前，不必全部裝入內(nèi)存，但在運(yùn)行中必須常駐內(nèi)存； 要求作業(yè)運(yùn)行前，必須全部裝入內(nèi)存，且在運(yùn)行中不必常駐內(nèi)存；7、在請求分頁系統(tǒng)中有著多種置換算法：選擇最先進(jìn)入內(nèi)存的頁面予以淘汰的算法稱為（）；選擇在以后不再使用的頁面予以淘汰的算法稱為（）； 選擇自上次訪問以來所經(jīng)歷時間最長的頁面予淘汰的算法稱為（）；： FIFO算法； OPT算法； LRU算法； NRN算法； LFU算法。8、靜態(tài)鏈接是在（）到某段程序時進(jìn)行的，動態(tài)鏈接是

4、在（）到某段程序時進(jìn)行的。、： 編譯； 裝入； 調(diào)用； 緊湊。9、一個計算機(jī)系統(tǒng)的虛擬存儲器的最大容量是由（）確定的，其實(shí)際容量是由（）確定的。、： 計算機(jī)字長； 內(nèi)存容量； 硬盤容量； 內(nèi)存和硬盤容量之和； 計算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)。0、以動態(tài)分區(qū)式內(nèi)存管理中，傾向于優(yōu)先使用低址部分空閑區(qū)的算法是（）；能使內(nèi)存空間中空閑區(qū)分布較均勻的算法是（）；每次分配時把既能滿足要求，又是最小的空閑區(qū)分配給進(jìn)程的算法是（）。： 最佳適應(yīng)法； 最壞適應(yīng)法； 首次適應(yīng)法； 循環(huán)適應(yīng)法。1、某虛擬存儲器的用戶編程空間共個頁面，每頁，主存為。假定某時刻該用戶頁表中已調(diào)入主存的頁面的虛頁號和物理頁號對照表如下： 虛頁號物理

5、頁號 則下面與虛地址相對應(yīng)的物理地址為（若主存中找不到，即為頁失效） 虛地址物理地址 0A5C（H）（） 1A5C（H）（） 這里，（）表示十六進(jìn)制。虛擬存儲器的功能由（）完成。、： 頁失效； 1E5C（H）； 2A5C（H）； 165C（H）； 125C（H）； 1A5C（H）。： 硬件； 軟件； 軟硬件結(jié)合。 二、填空題 、使每道程序能在內(nèi)存中“各得其所”是通過功能實(shí)現(xiàn)的；保證每道程序在不受干擾的環(huán)境下運(yùn)行，是通過功能實(shí)現(xiàn)的；為緩和內(nèi)存緊張的情況而將內(nèi)存中暫時不能運(yùn)行的進(jìn)程調(diào)至外存，這是 通過功能實(shí)現(xiàn)的；能讓較大的用戶程序在較小的內(nèi)存空間中運(yùn) 行，是通過功能實(shí)現(xiàn)的。 2、在連續(xù)分配方式中可

6、通過來減少內(nèi)存零頭，但此時必須將有關(guān)程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行；而是一種允許作業(yè)在運(yùn)行中、在內(nèi)存中進(jìn)行移動的技術(shù)。 3、分段保護(hù)中的越界檢查是通過中存放的和段表中的實(shí)現(xiàn)。 4、在分頁系統(tǒng)中若頁面較小，雖有利于，但會引起；而頁面較大，雖有利于，但會引起。 5、在分頁系統(tǒng)中的地址結(jié)構(gòu)可分為和兩部分；在分段系統(tǒng)中的地址結(jié)構(gòu)可分為和兩部分。 6、在分頁系統(tǒng)中，必須設(shè)置頁表，其主要作用是實(shí)現(xiàn)到的映射。 7、在分頁系統(tǒng)中進(jìn)行地址變換時，應(yīng)將頁表寄存器中的和進(jìn)行相加，得到該頁的頁表項位置，從中可得到。 8、在兩級頁表結(jié)構(gòu)中，第一級是，其中每一項用于存放相應(yīng)的。 9、在分頁系統(tǒng)中為實(shí)現(xiàn)地址變換而設(shè)置了頁表寄存器，其中存放

7、了 和。 10、在頁表中最基本的數(shù)據(jù)項是；在段表中最基本的數(shù)據(jù)項是和。 11、在作業(yè)時進(jìn)行的鏈接稱為靜態(tài)鏈接；在作業(yè)運(yùn)行中時進(jìn)行的鏈接稱為動態(tài)鏈接。 12、為實(shí)現(xiàn)存儲器的虛擬，除了需要有一定容量的內(nèi)存和相當(dāng)容量的外存外，還需有和的硬件支持。 13、在請求分頁系統(tǒng)中的調(diào)頁策略有，它是以預(yù)測為基礎(chǔ)；另一種是，由于較易實(shí)現(xiàn)，故目前用得較多。三、問答題 1、 存儲管理的主要功能是什么？ 2、 解釋下列與存儲管理有關(guān)的名詞：地址空間與存儲空間；邏輯地址與物理地址；虛地址與實(shí)地址；地址再定位；虛擬存儲器。 3、什么是請求分頁式管理？能滿足用戶那些需要？ 4、 請求分頁式管理中有哪幾種常用的頁面淘汰算法？試

8、比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。 5、什么是虛擬存儲器，其特點(diǎn)是什么？為什么從邏輯上說采用虛擬存儲器能擴(kuò)大內(nèi)存存儲空間？ 6、簡述什么是內(nèi)存的覆蓋和交換技術(shù)？兩者有什么區(qū)別？ 7、你認(rèn)為內(nèi)存管理和外存管理有哪些異同點(diǎn)？ 8、 用哪些方式將程序裝入內(nèi)存？它們分別適用于什么場合？ 9、 在進(jìn)行程序鏈接時，應(yīng)完成哪些工作？ 10、 為什么要引入動態(tài)重定位？如何實(shí)現(xiàn)？ 11、 分頁式和分段式內(nèi)存管理有什么區(qū)別？怎樣才能實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)？ 12、 在系統(tǒng)中引入對換后帶有哪些好處 ?13、 什么是程序的局部性原理？四、綜合應(yīng)用題 1、 對于如下的頁面訪問序列： 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 1 ， 2 ， 5 ， 1

9、， 2 ， 3 ， 4 ， 5 當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量分別為 3 和 4 時，試問：使用 FIFO 、OPT 、LRU置換算法產(chǎn)生的缺頁中斷是多少？（所有內(nèi)存開始時都是空的，凡第一次用到的頁面都產(chǎn)生一次缺頁中斷） 2、某虛擬存儲器的用戶編程空間共 321KB，內(nèi)存為16KB。假定某時刻一用戶頁表中已調(diào)入內(nèi)存的頁面的頁號和物理塊號的對照表如下： 頁號 物理塊號 1 5 2 10 3 4 4 7 則邏輯地址 0A5C（H）所對應(yīng)的物理地址是什么？ 3、某段表內(nèi)容如下： 段號 段首地址 段長度 0 120K 40K 1 760K 30K 2 480K 20K 3 370K 20K 一邏輯地址為（2，154）的

10、實(shí)際物理地址為多少？ 4、主存中有兩個空閑區(qū)如圖所示:  100K 50K 0K 15K 125K現(xiàn)有作業(yè)序列依次為：Job1要求30K ; Job2 要求70K ; Job3 要求50K ；使用首次適應(yīng)、最壞適應(yīng)和最佳適應(yīng)算法處理這個作業(yè)序列，試問哪種算法可以滿足分配？為什么？ 5、系統(tǒng)內(nèi)存管理采用動態(tài)分區(qū)法，系統(tǒng)內(nèi)存256KB，操作系統(tǒng)占用50KB空間（見初始情況），現(xiàn)有5個作業(yè)要求裝入內(nèi)存如下隊列（FCFS調(diào)度），請按初始照圖表給出內(nèi)存分配和作業(yè)調(diào)度情況。作業(yè)隊列如下： 作業(yè) 申請內(nèi)存 運(yùn)行時間 J1 60K 10 J2 100K 5 J3 30K 20 J

11、4 120K 15 J5 50K 5系統(tǒng)內(nèi)存初始情況： 答 案 一、選擇題 、： 、： 、： 、： 5、： 6、 7、： 8、： 9、： 0、： 1、： 二、填空題 、內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、對換、內(nèi)存擴(kuò)充。 2、緊湊、重定位、動態(tài)重定位。 3、段表寄存器、段表長度、段長。 4、提高內(nèi)存利用率、頁表太長、頁表長度、頁內(nèi)碎片增大。 5、頁號、頁內(nèi)偏移量、段號、段內(nèi)偏移量。 6、頁號、物理塊號。 7、頁表始址、頁號、物理塊號。 8、頁表目錄、頁表首址。 9、頁表始址、頁表長度。 0、物理塊號、段的內(nèi)存始址、段長。 11、裝入、調(diào)用 12、地址變換機(jī)構(gòu)、缺頁中斷機(jī)構(gòu)。 13、預(yù)調(diào)頁策略、請求調(diào)頁策略。

12、三、問答題 1. 答： （1）內(nèi)存區(qū)域的分配（2）地址映射（3）存儲共享 （4）存儲保護(hù) （5）內(nèi)存擴(kuò)充 2、 答： 目標(biāo)程序所在的空間稱為地址空間，即程序員用來訪問信息所用的一系列地址單元的集合。由內(nèi)存中一系列存儲單元所限定的地址范圍稱為內(nèi)存空間或存儲空間。 用戶程序經(jīng)編譯之后的每個目標(biāo)模塊都是以0為基地址順序編址，這種地址叫相對地址或邏輯地址。內(nèi)存中各物理存儲單元的地址是從統(tǒng)一的基地址順序編址，它是數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的實(shí)際存儲地址，這種地址叫絕對地址或物理地址。 虛地址即用戶程序地址，實(shí)地址即內(nèi)存中實(shí)際存儲地址。 重定位是把邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)存的物理地址的過程。根據(jù)重定位時機(jī)的不同，又分為靜態(tài)重定

13、位（裝入內(nèi)存時重定位）和動態(tài)重定位（程序執(zhí)行時重定位）。 虛擬存儲器是一種存儲管理技術(shù)，用以完成用小的內(nèi)存實(shí)現(xiàn)在大的虛空間中程序的運(yùn)行工作。它是由操作系統(tǒng)提供的一個假想的特大存儲器。但是虛擬存儲器的容量并不是無限的，它由計算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)長度所確定，另外虛存容量的擴(kuò)大是以犧牲CPU工作時間以及內(nèi)、外存交換時間為代價的。 3、答：把內(nèi)存和用戶邏輯地址空間都分成同樣大小的塊分別稱為實(shí)頁和虛頁，利用頁表建立起虛頁和實(shí)頁的聯(lián)系，通過地址變換將虛頁的邏輯地址轉(zhuǎn)換成實(shí)頁的物理地址。頁式系統(tǒng)的邏輯地址分為頁號和頁內(nèi)位移量。頁表包括頁號和塊號數(shù)據(jù)項，它們一一對應(yīng)。根據(jù)邏輯空間的頁號，查找頁表對應(yīng)項找到對應(yīng)的塊號

14、，塊號乘以塊長，加上位移量就形成存儲空間的物理地址。每個作業(yè)的邏輯地址空間是連續(xù)的，重定位到內(nèi)存空間后就不一定連續(xù)了。 此外，頁表中還包括特征位（指示該頁面是否在內(nèi)存中）、外存地址、修改位（該頁的內(nèi)容在內(nèi)存中是否修改過）等。 頁式存儲管理在動態(tài)地址轉(zhuǎn)換過程中需要確定某一頁是否已經(jīng)調(diào)入主存。若調(diào)入主存，則可直接將虛地址轉(zhuǎn)換為實(shí)地址，如果該頁未調(diào)入主存，則產(chǎn)生缺頁中斷，以裝入所需的頁。 能滿足用戶擴(kuò)大內(nèi)存的需求，動態(tài)頁式管理提供了內(nèi)存與外存統(tǒng)一管理的虛存實(shí)現(xiàn)方式；內(nèi)存利用率高；不要求作業(yè)連續(xù)存放，有效解決“碎片問題”。 4、 答：有 3種常用的頁面淘汰算法： （1）先進(jìn)先出法（FIFO）：先進(jìn)入內(nèi)

15、存的頁先被換出內(nèi)存。它設(shè)計簡單，實(shí)現(xiàn)容易，但遇到常用的頁效率低。 （2）最近最少使用頁面先淘汰（LRU）：離當(dāng)前時間最近一段時間內(nèi)最久沒有使用過的頁面先淘汰。這種算法其實(shí)是照顧循環(huán)多的程序，其它則不能提高效率，且實(shí)現(xiàn)時不太容易。 （3）最優(yōu)淘汰算法（OPT）：系統(tǒng)預(yù)測作業(yè)今后要訪問的頁面，淘汰頁是將來不被訪問的頁面或者在最長時間后才被訪問的頁面。它保證有最少的缺頁率，但它實(shí)現(xiàn)困難，只能通過理論分析用來衡量其它算法的優(yōu)劣。 5、 答：虛擬存儲器是由操作系統(tǒng)提供的一個假想的特大存儲器，是操作系統(tǒng)采用內(nèi)外存的交換技術(shù)邏輯上提供對物理內(nèi)存的擴(kuò)充。采用虛擬存儲器技術(shù)時，操作系統(tǒng)根據(jù)程序執(zhí)行的情況，隨機(jī)對

16、每個程序進(jìn)行換入、換出，用戶卻沒有察覺，得到了一個比真實(shí)內(nèi)存空間大得多的地址空間。所以從邏輯上說采用虛擬存儲器能擴(kuò)大內(nèi)存存儲空間。 6、 答：在多道系統(tǒng)中，對換是指系統(tǒng)把內(nèi)存中暫時不能運(yùn)行的某部分作業(yè)寫入外存交換區(qū)，騰出空間，把外存交換區(qū)中具備運(yùn)行條件的指定作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。對換是以時間來換取空間，減少對換的信息量和時間是設(shè)計時要考慮的問題 。 由于CPU在某一時刻只能執(zhí)行一條指令，所以一個作業(yè)不需要一開始就全裝入內(nèi)存，于是將作業(yè)的常駐部分裝入內(nèi)存，而讓那些不會同時執(zhí)行的部分共享同一塊內(nèi)存區(qū)，后調(diào)入共享區(qū)的內(nèi)容覆蓋前面調(diào)入的內(nèi)容，這就是內(nèi)存的覆蓋技術(shù)。 兩者的區(qū)別主要有：交換技術(shù)由操作系統(tǒng)自動完成

17、，不需要用戶參與，而覆蓋技術(shù)需要專業(yè)的程序員給出作業(yè)各部分之間的覆蓋結(jié)構(gòu)，并清楚系統(tǒng)的存儲結(jié)構(gòu)；交換技術(shù)主要在不同作業(yè)之間進(jìn)行，而覆蓋技術(shù)主要在同一個作業(yè)內(nèi)進(jìn)行；另外覆蓋技術(shù)主要在早期的操作系統(tǒng)中采用，而交換技術(shù)在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中仍具有較強(qiáng)的生命力。 7、 答：相同點(diǎn)：它們都要提供給用戶方便的方法來進(jìn)行分配和管理存儲空間，都有自己的分配算法。它們都要考慮保護(hù)問題，使作業(yè)或文件不被破壞。 不同點(diǎn)：內(nèi)存管理還要使用擴(kuò)充技術(shù)以增大虛擬空間。外存管理提供給用戶鍵盤命令及系統(tǒng)調(diào)用的控制操作。 8、 答：分區(qū)式：為支持多道程序運(yùn)行而設(shè)計的一種最簡單的存儲管理方式。早期操作系統(tǒng)的存儲管理中使用較普遍。 分頁式

18、：利用劃分大小相等的虛頁和實(shí)頁存儲。它允許程序的存儲空間是不連續(xù)的，提高了內(nèi)存的利用率。 分段式：擁護(hù)程序被劃分成有邏輯意義的段。它便于段的共享及新數(shù)據(jù)的增長。 9、 答：應(yīng)進(jìn)行各邏輯段的合并及地址重定位，及將邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢淼刂贰?10、 答：靜態(tài)重定位是在鏈接裝入時一次集中完成的地址轉(zhuǎn)換，但它要求連續(xù)的一片區(qū)域，且重定位后不能移動，不利于內(nèi)存空間的有效使用。所以要引入動態(tài)重定位，它是靠硬件地址變換部分實(shí)現(xiàn)的。通常采用重定位寄存器等實(shí)現(xiàn)。 11、 答：分頁式是將線性地址空間直接分成大小相同的頁進(jìn)行存儲，段式則是根據(jù)用戶有邏輯意義的程序模塊劃分地址空間。頁的共享是使相關(guān)進(jìn)程的邏輯空間中的頁指向相同的內(nèi)存塊，若頁中既有共享的部分又有不共享的部分則不好實(shí)現(xiàn)。頁面保護(hù)必須設(shè)置存儲保護(hù)鍵指明對其內(nèi)容的存取權(quán)限。實(shí)現(xiàn)頁（段）的共享是指某些作業(yè)的邏輯頁號（段號）對應(yīng)同一物理頁號（內(nèi)存中該段的起始地址）。頁（段）的保護(hù)往往需要對共享的頁面（段）加上某種訪問權(quán)限的限制，如不能修改等；或設(shè)置地址越界檢查，對于頁內(nèi)地址（段內(nèi)地址）大于頁長（段長）的存取，產(chǎn)生保護(hù)中斷。因為頁的劃分沒有邏輯意義，故共享和保護(hù)不便實(shí)現(xiàn)。段的共享一般是硬件實(shí)現(xiàn)，要比頁 的共享容易的多。段的保護(hù)可由存