存儲(chǔ)管理習(xí)題

存儲(chǔ)管理習(xí)題例11.某系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)分區(qū)管理技術(shù)。某時(shí)刻在內(nèi)存有三個(gè)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(shí)刻內(nèi)存分配圖。（2）用首次適應(yīng)算法和最佳適應(yīng)算法畫出此時(shí)的自由主存隊(duì)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(yīng)算法的自由主存隊(duì)列結(jié)構(gòu)為：10KB30KB15KB鏈?zhǔn)字羔?00KB200KB300KB（2）最佳適應(yīng)算法的自由主存隊(duì)列結(jié)構(gòu)為：10KB15KB30KB鏈?zhǔn)字羔?00KB300KB200KB例22.在分頁(yè)系統(tǒng)中地址結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為16位,頁(yè)面大小為2K,作業(yè)地址空間為6K,該作業(yè)的各頁(yè)依次存放在2、3、6號(hào)物理塊中，相對(duì)地址2500處有一條指令store1,4500，請(qǐng)給出該作業(yè)的頁(yè)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(yè)面大小為2K，即2048字節(jié)；作業(yè)地址空間6K，則占用頁(yè)數(shù)為3，編號(hào)為0、1、2，依次存放在2、3、6號(hào)物理塊中，作業(yè)頁(yè)表如下：相對(duì)地址為2500字節(jié)，應(yīng)在第2500/2048=1號(hào)頁(yè)面，余數(shù)452即為頁(yè)內(nèi)位移，所以對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)為3，得到物理地址為2048*3+452=6596；相對(duì)地址4500/2048=2號(hào)頁(yè)面，頁(yè)內(nèi)位移為404，對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)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(chǔ)管理采用頁(yè)式管理系統(tǒng)，系統(tǒng)的物理地址空間大小為32K，頁(yè)的大小是4K。假定某進(jìn)程的大小為32頁(yè)，請(qǐng)回答如下問(wèn)題：（1）寫出邏輯地址的格式。（2）如果不考慮權(quán)限位，該進(jìn)程的頁(yè)表有多少項(xiàng)？每項(xiàng)至少多少位？答案頁(yè)面大小是4K，即212，進(jìn)程大小是32頁(yè)，即25。（1）邏輯地址應(yīng)有17位，其中0~11位是頁(yè)內(nèi)位移，12~16位是頁(yè)號(hào)。（2）該進(jìn)程頁(yè)表有32項(xiàng)，每項(xiàng)5位。例44.對(duì)一個(gè)將頁(yè)表放在內(nèi)存中的分頁(yè)系統(tǒng)：（1）如果訪問(wèn)內(nèi)存需要（2）如果增加一個(gè)快表，且假定在快表中找到頁(yè)表項(xiàng)的概率高達(dá)90%，則有效訪問(wèn)時(shí)間表又是多少（假定查找快表需花的時(shí)間為0）？答案每次訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，若不使用快表，則需要兩次訪問(wèn)內(nèi)存，即先從內(nèi)存的頁(yè)表中讀出頁(yè)對(duì)應(yīng)的塊號(hào)，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(shí)，若能從快表中直接找到對(duì)應(yīng)的頁(yè)表項(xiàng)，則可立即形成物理地址去訪問(wèn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)，否則，仍需兩次訪問(wèn)內(nèi)存。（1）有效訪問(wèn)時(shí)間為：（2）有效訪問(wèn)時(shí)間為：例55.在分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，邏輯地址的長(zhǎng)度為16位，頁(yè)面大小為4096字節(jié)，現(xiàn)有一邏輯地址為2F6AH，且0、1、2頁(yè)依次存放在物理塊5、10、11中，問(wèn)相應(yīng)的物理地址是多少？答案分析：在分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換時(shí)，地址變換機(jī)構(gòu)將自動(dòng)把邏輯地址轉(zhuǎn)化為頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址，如果頁(yè)號(hào)不小于頁(yè)表長(zhǎng)度，則產(chǎn)生越界中斷；否則便以頁(yè)號(hào)為索引去檢索頁(yè)表，從中得到對(duì)應(yīng)的塊號(hào)，并把塊號(hào)和頁(yè)內(nèi)位移分別送入物理地址寄存器的塊號(hào)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(yè)存儲(chǔ)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(jìn)制表示如下：0010111101101010頁(yè)號(hào)頁(yè)內(nèi)位移由此可知邏輯地址2F6AH的頁(yè)號(hào)為2，小于頁(yè)表長(zhǎng)度3，沒(méi)有越界，該頁(yè)存放在第11個(gè)物理塊中，用十六進(jìn)制表示塊號(hào)為B，所以物理地址為BF6AH。頁(yè)號(hào)頁(yè)內(nèi)位移0111215例66.現(xiàn)有一分頁(yè)虛擬存取管理系統(tǒng)，其頁(yè)表保存在寄存器中。若有一個(gè)可用的空頁(yè)或被替換的頁(yè)未被修改，則它處理一個(gè)缺頁(yè)中斷需要8ms。如果被替換的頁(yè)已被修改，則處理一個(gè)缺頁(yè)中斷需要20ms。內(nèi)存存取時(shí)間為。假定70%被替換的頁(yè)被修改過(guò)，為保證有效存取時(shí)間不超過(guò)，可接受的最大缺頁(yè)率是多少？分析及答案分析：因?yàn)轫?yè)表放在寄存器中，所以訪問(wèn)頁(yè)表的時(shí)間可以忽略不計(jì)。則存取時(shí)間就包括內(nèi)存存取時(shí)間和處理缺頁(yè)中斷的時(shí)間。答案：如果P表示缺頁(yè)率，則有效訪問(wèn)時(shí)間不超過(guò)2可表示為：因此可以計(jì)算出：例77.某虛擬存儲(chǔ)器的用戶空間共有32個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)1KB，主存16KB。假定某時(shí)刻系統(tǒng)為用戶的第0、1、2、3頁(yè)分別分配的物理塊號(hào)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(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為：0000

1010

01011100。其中，頁(yè)內(nèi)偏移量占10位地址碼，為25C。因第２頁(yè)存儲(chǔ)在４號(hào)塊中，其基地址為：0001000000000000,這樣，虛擬地址為十六進(jìn)制的125C。虛擬地址為093C，對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為：00001001

00111100。其中，頁(yè)內(nèi)偏移量占10位地址碼，為13C。因第2號(hào)頁(yè)存儲(chǔ)在4號(hào)塊中，其基地址為：0001000000000000，010001

00111100。這樣，虛擬地址為十六進(jìn)制的113C。例88.在采用頁(yè)式存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，某作業(yè)J的邏輯地址空間為4頁(yè)（每頁(yè)2048字節(jié)），且已知該作業(yè)的頁(yè)面映像表（即頁(yè)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(duì)應(yīng)的物理地址。頁(yè)號(hào)塊號(hào)02142638分析與解答邏輯地址4865指的是2號(hào)頁(yè)中偏移地址為769的存儲(chǔ)單元（4865-4096=769）。而內(nèi)存6號(hào)塊的起始地址是12288（2048*6），因此對(duì)應(yīng)的物理地址為13057（12288+769）。地址變換圖如下：頁(yè)表始址頁(yè)表長(zhǎng)度頁(yè)號(hào)偏移地址02142638++頁(yè)表寄存器邏輯地址頁(yè)表物理地址13057122882769例99.設(shè)一段表如圖所示那么，邏輯地址（2，88）對(duì)應(yīng)的物理地址是多少？邏輯地址（4，100）所對(duì)應(yīng)的物理地址是多少？段號(hào)基地址段長(zhǎng)02196001230014290100313275804195296分析與解答(1)2號(hào)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(yīng)當(dāng)是二者相加：90+88=178。(2)在分段存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，段的長(zhǎng)度是不固定的。因此段表內(nèi)需要登記各段的實(shí)際長(zhǎng)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(zhǎng)度是96，因此將產(chǎn)生越界中斷，無(wú)任何物理地址產(chǎn)生。段號(hào)基地址段長(zhǎng)02196001230014290100313275804195296段表始址段表長(zhǎng)度段號(hào)段內(nèi)地址++>段表寄存器越界中斷邏輯地址9017888例1010.某頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，地址寄存器長(zhǎng)度為24位，其中頁(yè)號(hào)占14位，則主存的分塊大小應(yīng)該是多少字節(jié)？程序最多占有多少頁(yè)？分析與解答主存的分塊大小占10位，應(yīng)為1K個(gè)字節(jié)，即210。程序最多可以占有16K個(gè)頁(yè)，即214。頁(yè)號(hào)位移量091023邏輯地址在分頁(yè)機(jī)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(yè)號(hào)，低位部分作為分塊的大小，也稱位移量。例1111.某虛擬存儲(chǔ)器的用戶空間共有32個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)1K，主存16K。假定某時(shí)刻系統(tǒng)為用戶的第0、1、2、3頁(yè)分配的物理塊號(hào)為5、10、4、7，而該用戶作業(yè)的長(zhǎng)度為6頁(yè)，試將十六進(jìn)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(yè)號(hào)，低10位為頁(yè)內(nèi)地址；物理地址有14位，其中高4位為塊號(hào)，低10位為塊內(nèi)地址。邏輯地址(0A5C)16的頁(yè)號(hào)為(00010)2，即2，故頁(yè)號(hào)合法。從頁(yè)表中找到對(duì)應(yīng)的內(nèi)存塊號(hào)為4，即(0100)2;與頁(yè)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(yè)號(hào)2塊號(hào)4頁(yè)內(nèi)地址25C塊內(nèi)地址25C例12在一個(gè)使用交換技術(shù)(Swapping)的系統(tǒng)中,按地址從低到高排列的內(nèi)存空間長(zhǎng)度是:10KB、4KB、20KB、18KB、7KB、9KB、12KB、15KB。對(duì)于下列順序段的請(qǐng)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(shuō)明空間的使用情況，并說(shuō)明對(duì)暫時(shí)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?。?）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：失敗（5）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(qǐng)求（18KB）出現(xiàn)時(shí)分配失敗。當(dāng)出現(xiàn)暫時(shí)不能分配的情況時(shí)，系統(tǒng)可以采用拼接技術(shù)，將內(nèi)存中的進(jìn)程移動(dòng)到存儲(chǔ)器的一端，使夾雜于其間的空閑小空間移動(dòng)到另一端，形成一個(gè)較大的可用空間，以滿足用戶的需求。例1313.某頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，地址寄存器長(zhǎng)度24位，其中頁(yè)號(hào)占14位，則主存的分塊大小應(yīng)該是（）字節(jié)，程序最多占有（）頁(yè)。A.210B.10C.14D.214E.24F.224分析與解答本題的考核要點(diǎn)是內(nèi)存分頁(yè)管理機(jī)制，主要涉及頁(yè)面長(zhǎng)度的劃分方法。我們知道，在分頁(yè)機(jī)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(yè)號(hào)，低位部分作為分塊的大小，也稱位移量，見(jiàn)下圖所示。主存的分塊大小占10位，應(yīng)為1K個(gè)字節(jié)，即210。因此，第1個(gè)選項(xiàng)是A，程序最多可以占有16K個(gè)頁(yè)，即214，第2個(gè)選項(xiàng)是D。頁(yè)號(hào)位移量231090…………例1414.假設(shè)一個(gè)分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)具有快表，多數(shù)活動(dòng)頁(yè)表項(xiàng)都可以存在其中。如果頁(yè)表放在內(nèi)存中，內(nèi)存訪問(wèn)時(shí)間是1μs,若快表的命中率是85%，則有效存取時(shí)間為多少？若快表的命中率為50%，那么有效存取時(shí)間為多少？分析與解答本題的考核要點(diǎn)是內(nèi)存分頁(yè)存儲(chǔ)管理中，具有快表機(jī)制的訪問(wèn)過(guò)程，涉及的內(nèi)容有：1）當(dāng)快表的命中率是85%時(shí)，有效存取時(shí)間為：0.85×1+(1-0.85)×(1+1)=1.15μm2）當(dāng)快表的命中率是50%時(shí)，有效存取時(shí)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(wú)上鄰空閑區(qū)，也無(wú)下鄰空閑區(qū)B.有上鄰空閑區(qū)，但無(wú)下鄰空閑區(qū)C.有下鄰空閑區(qū)，但無(wú)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(diǎn)是可變分區(qū)管理系統(tǒng)的空閑分區(qū)回收問(wèn)題。當(dāng)用戶歸還一個(gè)空閑分區(qū)后，系統(tǒng)在掛入空閑分區(qū)鏈表時(shí)需要將相鄰空閑分區(qū)合并，形成一個(gè)大的空閑分區(qū)，因此涉及的內(nèi)容有：1）無(wú)上鄰空閑區(qū)，也無(wú)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(wú)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)