存儲管理習題

存儲管理習題例11.某系統(tǒng)采用動態(tài)分區(qū)管理技術。某時刻在內(nèi)存有三個空閑區(qū)，它們的首地址和大小分別是：空閑區(qū)1（100KB，10KB），空閑2（200KB，30KB），空閑區(qū)3（300KB，15KB），現(xiàn)有如下作業(yè)序列：作業(yè)1需要15KB，作業(yè)2需求16KB，作業(yè)3需求10KB。要求：（1）畫出該時刻內(nèi)存分配圖。（2）用首次適應算法和最佳適應算法畫出此時的自由主存隊列結(jié)構(gòu)。（1）將作業(yè)序列裝入主存之前，內(nèi)存的分配圖如下所示：10KB30KB15KB100KB110KB-1200KB230KB-1300KB315KB-1（2）首次適應算法的自由主存隊列結(jié)構(gòu)為：10KB30KB15KB鏈首指針100KB200KB300KB（2）最佳適應算法的自由主存隊列結(jié)構(gòu)為：10KB15KB30KB鏈首指針100KB300KB200KB例22.在分頁系統(tǒng)中地址結(jié)構(gòu)長度為16位,頁面大小為2K,作業(yè)地址空間為6K,該作業(yè)的各頁依次存放在2、3、6號物理塊中，相對地址2500處有一條指令store1,4500，請給出該作業(yè)的頁表和該指令的物理單元以及數(shù)據(jù)存放的物理單元。答案頁面大小為2K，即2048字節(jié)；作業(yè)地址空間6K，則占用頁數(shù)為3，編號為0、1、2，依次存放在2、3、6號物理塊中，作業(yè)頁表如下：相對地址為2500字節(jié)，應在第2500/2048=1號頁面，余數(shù)452即為頁內(nèi)位移，所以對應的物理塊號為3，得到物理地址為2048*3+452=6596；相對地址4500/2048=2號頁面，頁內(nèi)位移為404，對應的物理塊號為6，得到物理地址為2048*6+404=12692。021326例33.某操作系統(tǒng)的存儲管理采用頁式管理系統(tǒng)，系統(tǒng)的物理地址空間大小為32K，頁的大小是4K。假定某進程的大小為32頁，請回答如下問題：（1）寫出邏輯地址的格式。（2）如果不考慮權限位，該進程的頁表有多少項？每項至少多少位？答案頁面大小是4K，即212，進程大小是32頁，即25。（1）邏輯地址應有17位，其中0~11位是頁內(nèi)位移，12~16位是頁號。（2）該進程頁表有32項，每項5位。例44.對一個將頁表放在內(nèi)存中的分頁系統(tǒng)：（1）如果訪問內(nèi)存需要（2）如果增加一個快表，且假定在快表中找到頁表項的概率高達90%，則有效訪問時間表又是多少（假定查找快表需花的時間為0）？答案每次訪問數(shù)據(jù)時，若不使用快表，則需要兩次訪問內(nèi)存，即先從內(nèi)存的頁表中讀出頁對應的塊號，然后再根據(jù)形成的物理地址去存取數(shù)據(jù)；使用快表時，若能從快表中直接找到對應的頁表項，則可立即形成物理地址去訪問相應的數(shù)據(jù)，否則，仍需兩次訪問內(nèi)存。（1）有效訪問時間為：（2）有效訪問時間為：例55.在分頁存儲管理系統(tǒng)中，邏輯地址的長度為16位，頁面大小為4096字節(jié)，現(xiàn)有一邏輯地址為2F6AH，且0、1、2頁依次存放在物理塊5、10、11中，問相應的物理地址是多少？答案分析：在分頁存儲管理系統(tǒng)中進行地址轉(zhuǎn)換時，地址變換機構(gòu)將自動把邏輯地址轉(zhuǎn)化為頁號和頁內(nèi)地址，如果頁號不小于頁表長度，則產(chǎn)生越界中斷；否則便以頁號為索引去檢索頁表，從中得到對應的塊號，并把塊號和頁內(nèi)位移分別送入物理地址寄存器的塊號和塊內(nèi)位移字段中，形成物理地址。答案：由分析所給條件可知，分頁存儲管理系統(tǒng)的邏輯地址結(jié)構(gòu)如下圖：邏輯地址2F6AH的二進制表示如下：0010111101101010頁號頁內(nèi)位移由此可知邏輯地址2F6AH的頁號為2，小于頁表長度3，沒有越界，該頁存放在第11個物理塊中，用十六進制表示塊號為B，所以物理地址為BF6AH。頁號頁內(nèi)位移0111215例66.現(xiàn)有一分頁虛擬存取管理系統(tǒng)，其頁表保存在寄存器中。若有一個可用的空頁或被替換的頁未被修改，則它處理一個缺頁中斷需要8ms。如果被替換的頁已被修改，則處理一個缺頁中斷需要20ms。內(nèi)存存取時間為。假定70%被替換的頁被修改過，為保證有效存取時間不超過，可接受的最大缺頁率是多少？分析及答案分析：因為頁表放在寄存器中，所以訪問頁表的時間可以忽略不計。則存取時間就包括內(nèi)存存取時間和處理缺頁中斷的時間。答案：如果P表示缺頁率，則有效訪問時間不超過2可表示為：因此可以計算出：例77.某虛擬存儲器的用戶空間共有32個頁面，每頁1KB，主存16KB。假定某時刻系統(tǒng)為用戶的第0、1、2、3頁分別分配的物理塊號為5、10、4、7，試將虛擬地址0A5C和093C變換為物理地址。答案虛擬地址為0A5C，對應的二進制數(shù)為：0000

1010

01011100。其中，頁內(nèi)偏移量占10位地址碼，為25C。因第２頁存儲在４號塊中，其基地址為：0001000000000000,這樣，虛擬地址為十六進制的125C。虛擬地址為093C，對應的二進制數(shù)為：00001001

00111100。其中，頁內(nèi)偏移量占10位地址碼，為13C。因第2號頁存儲在4號塊中，其基地址為：0001000000000000，010001

00111100。這樣，虛擬地址為十六進制的113C。例88.在采用頁式存儲管理的系統(tǒng)中，某作業(yè)J的邏輯地址空間為4頁（每頁2048字節(jié)），且已知該作業(yè)的頁面映像表（即頁表）如下：試借助地址變換（要求畫出地址變換圖）求出有效邏輯地址4865所對應的物理地址。頁號塊號02142638分析與解答邏輯地址4865指的是2號頁中偏移地址為769的存儲單元（4865-4096=769）。而內(nèi)存6號塊的起始地址是12288（2048*6），因此對應的物理地址為13057（12288+769）。地址變換圖如下：頁表始址頁表長度頁號偏移地址02142638++頁表寄存器邏輯地址頁表物理地址13057122882769例99.設一段表如圖所示那么，邏輯地址（2，88）對應的物理地址是多少？邏輯地址（4，100）所對應的物理地址是多少？段號基地址段長02196001230014290100313275804195296分析與解答(1)2號段所占的內(nèi)存空間基地址是90，段內(nèi)地址是88，因此訪存的物理地址應當是二者相加：90+88=178。(2)在分段存儲管理系統(tǒng)中，段的長度是不固定的。因此段表內(nèi)需要登記各段的實際長度，用以檢查CPU產(chǎn)生的訪存地址是否超界。題中第2部分給出的段內(nèi)地址是100，而段的長度是96，因此將產(chǎn)生越界中斷，無任何物理地址產(chǎn)生。段號基地址段長02196001230014290100313275804195296段表始址段表長度段號段內(nèi)地址++>段表寄存器越界中斷邏輯地址9017888例1010.某頁式存儲管理系統(tǒng)中，地址寄存器長度為24位，其中頁號占14位，則主存的分塊大小應該是多少字節(jié)？程序最多占有多少頁？分析與解答主存的分塊大小占10位，應為1K個字節(jié)，即210。程序最多可以占有16K個頁，即214。頁號位移量091023邏輯地址在分頁機制中，需要將用戶的線性地址空間劃分成二維地址空間。讓地址的高位部分作為頁號，低位部分作為分塊的大小，也稱位移量。例1111.某虛擬存儲器的用戶空間共有32個頁面，每頁1K，主存16K。假定某時刻系統(tǒng)為用戶的第0、1、2、3頁分配的物理塊號為5、10、4、7，而該用戶作業(yè)的長度為6頁，試將十六進制的虛擬地址0A5C轉(zhuǎn)換成物理地址。分析與解題邏輯地址有15位，其中高5位為頁號，低10位為頁內(nèi)地址；物理地址有14位，其中高4位為塊號，低10位為塊內(nèi)地址。邏輯地址(0A5C)16的頁號為(00010)2，即2，故頁號合法。從頁表中找到對應的內(nèi)存塊號為4，即(0100)2;與頁內(nèi)地址(1001011100)2拼接形成物理地址(01001001011100)2,即(125C)16。00010100101110001001001011100邏輯地址05A1CC52物理地址125C頁號2塊號4頁內(nèi)地址25C塊內(nèi)地址25C例12在一個使用交換技術(Swapping)的系統(tǒng)中,按地址從低到高排列的內(nèi)存空間長度是:10KB、4KB、20KB、18KB、7KB、9KB、12KB、15KB。對于下列順序段的請求：（1）12KB（2）10KB（3）15KB（4）18KB（5）12KB分別使用首次適配、最佳適配、最差適配和下次適配算法說明空間的使用情況，并說明對暫時不能分配情況的處理方法。分析與解題首次適配：（1）12KB：2#區(qū)（2）10KB：0#區(qū)（3）15KB：3#區(qū)（4）18KB：失?。?）12KB：6#區(qū)最佳適配：1）12KB：6#區(qū)（2）10KB：0#區(qū)（3）15KB：7#區(qū)（4）18KB：3#區(qū)（5）12KB：2#區(qū)最差適配：1）12KB：2#區(qū)（2）10KB：3#區(qū)（3）15KB：7#區(qū)（4）18KB：失敗（5）12KB：6#區(qū)下次適配：1）12KB：2#區(qū)（2）10KB：3#區(qū)（3）15KB：7#區(qū)（4）18KB：失?。?）12KB：6#區(qū)上述算法中，只有最佳適配算法是分配成功的，其他3種算法都在第4段請求（18KB）出現(xiàn)時分配失敗。當出現(xiàn)暫時不能分配的情況時，系統(tǒng)可以采用拼接技術，將內(nèi)存中的進程移動到存儲器的一端，使夾雜于其間的空閑小空間移動到另一端，形成一個較大的可用空間，以滿足用戶的需求。例1313.某頁式存儲管理系統(tǒng)中，地址寄存器長度24位，其中頁號占14位，則主存的分塊大小應該是（）字節(jié)，程序最多占有（）頁。A.210B.10C.14D.214E.24F.224分析與解答本題的考核要點是內(nèi)存分頁管理機制，主要涉及頁面長度的劃分方法。我們知道，在分頁機制中，需要將用戶的線性地址空間劃分成二維地址空間。讓地址的高位部分作為頁號，低位部分作為分塊的大小，也稱位移量，見下圖所示。主存的分塊大小占10位，應為1K個字節(jié)，即210。因此，第1個選項是A，程序最多可以占有16K個頁，即214，第2個選項是D。頁號位移量231090…………例1414.假設一個分頁存儲管理系統(tǒng)具有快表，多數(shù)活動頁表項都可以存在其中。如果頁表放在內(nèi)存中，內(nèi)存訪問時間是1μs,若快表的命中率是85%，則有效存取時間為多少？若快表的命中率為50%，那么有效存取時間為多少？分析與解答本題的考核要點是內(nèi)存分頁存儲管理中，具有快表機制的訪問過程，涉及的內(nèi)容有：1）當快表的命中率是85%時，有效存取時間為：0.85×1+(1-0.85)×(1+1)=1.15μm2）當快表的命中率是50%時，有效存取時間為：0.5×1+(1-0.5)×(1+1)=1.5μm例1515.在可變式分區(qū)分配方案中，某一作業(yè)完成后系統(tǒng)收回其主存空間，并與相鄰空閑區(qū)合并，為此需修改空閑區(qū)表，造成空閑數(shù)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)分析與解答本題的考核要點是可變分區(qū)管理系統(tǒng)的空閑分區(qū)回收問題。當用戶歸還一個空閑分區(qū)后，系統(tǒng)在掛入空閑分區(qū)鏈表時需要將相鄰空閑分區(qū)合并，形成一個大的空閑分區(qū)，因此涉及的內(nèi)容有：1）無上鄰空閑區(qū)，也無下鄰空閑區(qū)的情況下，系統(tǒng)將回收的空閑分區(qū)掛入空閑鏈表，使空閑分區(qū)總數(shù)增加1。2）有上鄰空閑區(qū)，但無下鄰空閑區(qū)的情況下，系統(tǒng)將回收的空閑分區(qū)并入上鄰分區(qū)中，使空閑分區(qū)總數(shù)