操作系統(tǒng)(宗大華版)課后復習題答案

操作系統(tǒng)（宗大華版）課后復習題答案

第1章操作系統(tǒng)概述

二、選擇

1.操作系統(tǒng)是一種生，

A.通用軟件B.系統(tǒng)軟件C.應月軟件D.軟件包

2.操作系統(tǒng)是對日行管理的軟件。

A系統(tǒng)軟件B.系統(tǒng)硬件C.計算機資源D.應用程序

3.操作系統(tǒng)中采用多道程序設計技術，以提高CPU和外部設備的￡_。

A利田里R田靠桂c粽宅祗n苦客相：

4.計算機系統(tǒng)中配置操作系統(tǒng)的目的是提高計算機的且即方便用戶使用。

A.速度B.利用率C.靈活性D.兼容性

5.力作系統(tǒng)允許多個用戶在其終端上同時交互地使用計算機。

A.批處理B.實時C.分時D.多

道批處理

6.如果分時系統(tǒng)的時間片一定，那么D,響應時間越長。

A.用戶數(shù)越少B.存越少C.存越多D.用戶數(shù)越多

三、問答

1.什么是“多道程序設計”技術？它對操作系統(tǒng)的形成起到什么作用？

答：所謂“多道程序設計”技術，即是通過軟件的手段，允許在計算機存中同時存放幾道相互獨

立的作業(yè)程序，讓它們對系統(tǒng)中的資源進行“共享”和“競爭”，以使系統(tǒng)中的各種資源盡可能

地滿負荷工作，從而提高整個計算機系統(tǒng)的使用效率?；谶@種考慮，計算機科學家開始把

CPU、存儲器、外部設備以及各種軟件都視為計算機系統(tǒng)的“資源”，并逐步設計出一種軟件來管

理這些資源，不僅使它們能夠得到合理地使用，而且還要高效地使用。具有這種功能的軟件就是

“操作系統(tǒng)”。所以，“多道程序設計”的出現(xiàn)，加快了操作系統(tǒng)的誕生。

2.怎樣理解“虛擬機’的概念？

答：拿操作系統(tǒng)來說，它是在裸機上加載的第一層軟件，是對計算機硬件系統(tǒng)功能的首次擴充。

從用戶的角度看，計算機配置了操作系統(tǒng)后，由于操作系統(tǒng)隱蔽了硬件的復雜細節(jié)，用戶會感到

機器使用起來更方便、容易了。這樣，通過操作系統(tǒng)的作用使展現(xiàn)在用戶面前的是一臺功能經(jīng)過

擴展了的機器。這臺“機器”不是硬件搭建成的，現(xiàn)實生活中并不存在具有這種功能的真實機

器，它只是用戶的一種感覺而已。所以，就把這樣的機器稱為“虛擬機”。

3.對于分時系統(tǒng)，怎樣理解,從宏觀上看，多個用戶同時工作，共享系統(tǒng)的資源；從微觀上看，

各終端程序是輪流運行一個時間片”?

答：在分時系統(tǒng)中，系統(tǒng)把CPU時間劃分成許多時間片，每個終端用戶可以使用由一個E寸間片規(guī)

定的CPU時間，多個用戶終端就輪流地使用CPU。這樣的效果是每個終端都開始了自己的工作，

得到了及時的響應。也就是說，“從宏觀上看，多個用戶同時工作，共享系統(tǒng)的資源”。但實際

上,CPU在每一時刻只為一個終端服務，即“從微觀上看，各終端程序是輪流運行一個時間

片”。

第2章習題解答

一、填空

1.進程在執(zhí)行過程中有3種基本狀態(tài)，它們是運行態(tài)、就緒態(tài)和阻塞態(tài)。

2.系統(tǒng)中一個進程由程序、數(shù)據(jù)集合和進程控制塊（PCB）三部分組成。

3.在多道程序設計系統(tǒng)中，進程是一個動態(tài)概念,程序是一個靜態(tài)概念。

4.在一個單CPU系統(tǒng)中，若有5個用戶進程。假設當前系統(tǒng)為用戶態(tài)，則處于就緒狀態(tài)的用戶進

程最多有工二個，最少有Q_仝。

注意，題目里給出的是假設當前系統(tǒng)為用戶態(tài)，這表明現(xiàn)在有一個進程處于運行狀態(tài)，因此最多

有4個進程處于就緒態(tài)。也可能除一個在運行外，其他4個都處于阻塞。這時，處于就緒的進程

一個也沒有。

5.總的來說，進程調(diào)度有兩種方式，即不可剝奪方式和剝奪方式。

6.進程調(diào)度程序具體負責中央處理機（CPU）的分配。

7.為了使系統(tǒng)的各種資源得到均衡使用，進行作業(yè)調(diào)度時，應該注意CPU忙碌作業(yè)

和I/O忙碌作業(yè)的搭配。

8.所謂系統(tǒng)調(diào)用，就是用戶程序要調(diào)用遢錘統(tǒng)嬖供的一些子功能。

9.作業(yè)被系統(tǒng)接納后到運行完畢，一般還需要經(jīng)歷后備、運行和完成三個階段。

10.假定一個系統(tǒng)中的所有作業(yè)同時到達，那么使作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時間為最小的作業(yè)調(diào)度算法是麴

作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法。

11.在引入線程的操作系統(tǒng)中，所謂“線程”，是指進程中實施處理機調(diào)度和分配的基本單

位。

12.有了線程概念后，原來的進程就屬于是單線程的進程情形。

二、選擇

1.在進程管理中，當即，進程從阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。

A.進程被調(diào)度程序選中B.進程等待某一事件發(fā)生

C.等待的事件出現(xiàn)D.時間片到

2.在分時系統(tǒng)中，一個進程用完給它的時間片后，其狀態(tài)變?yōu)槿?/p>

A.就緒B.等待C.運行

D.由用戶設定

3.下面對進程的描述中，錯誤的是Do

A,進程是動態(tài)的概念B.進程的執(zhí)行需要CPU

C.進程具有生命周期D.進程是指令的集合

4.操作系統(tǒng)通過進程進行管理。

A.JCBB.PCBC.DCTD.FCB

5.一個進程被喚醒，意味著該進程a

A.重新占有CPUB.優(yōu)先級變?yōu)樽畲?/p>

C.移至等待隊列之首D.變?yōu)榫途w狀態(tài)

6.由各作業(yè)JCB形成的隊列稱為C。

A.就緒作業(yè)隊列B.阻塞作業(yè)隊列

C.后備作業(yè)隊列D.運行作業(yè)隊列

7.既考慮作業(yè)等待時間，又考慮作業(yè)執(zhí)行時間的作業(yè)調(diào)度算法是A

A.響應比高者優(yōu)先B.短作業(yè)優(yōu)先

C.優(yōu)先級調(diào)度D.先來先服務

8.作業(yè)調(diào)度程序從處于D狀態(tài)的隊列中選取適當?shù)淖鳂I(yè)投入運行。

A.就緒B.提交C.等待

D.后備

9.A是指從作業(yè)提交系統(tǒng)到作業(yè)完成的時間間隔。

A.周轉(zhuǎn)時間B.響應時間

0.等待時間D.運行時間

10.計算機系統(tǒng)在執(zhí)行C時，會自動從目態(tài)變換到管態(tài)。

A.P操作B.V操作C.系統(tǒng)調(diào)用D.I/O指令

11.進程狀態(tài)由就緒變?yōu)檫\行，是由于C引起的。

A.中斷事件B.進程狀態(tài)變遷

C.進程調(diào)度D.為作業(yè)創(chuàng)建進程

三、問答

1.在多道程序設計系統(tǒng)中，如何理解“存中的多個程序的執(zhí)行過程交織在一起，大家都在走走停

?！边@樣一個現(xiàn)象？

答：在多道程序設計系統(tǒng)中，存中存放多個程序，它們以交替的方式使用CPUo因此，從宏觀上

看，這些程序都開始了自己的工作。但由于CPU只有一個，在任何時刻CPU只能執(zhí)行一個進程程

6.處于阻塞狀態(tài)的一個進程，它所等待的事件發(fā)生時，就把它的狀態(tài)由阻塞改變?yōu)榫途w，讓它到

就緒隊列里排隊，為什么不直接將它投入運行呢？

答：只要是涉及管理，就應該有管理的規(guī)則，沒有規(guī)則就不成方圓。如果處于阻塞狀態(tài)的一個進

程，在它所等待的事件發(fā)生時就徑直將它投入運行（也就是把CPU從當前運行進程的手中搶奪過

來），那么系統(tǒng)就無法控制定CPU這種資源的管理和使用，進而也就失去了設置操作系統(tǒng)的作

用。所以，阻塞狀態(tài)的進程在它所等待的事件發(fā)生時，必須先進入就緒隊列，然后再去考慮它使

用CPU的問題。

7.作業(yè)調(diào)度與進程調(diào)度有什么區(qū)別？

答：作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度（即CPU調(diào)度）都涉及到CPU的分配。但作業(yè)調(diào)度只是選擇參加CPU競

爭的作業(yè)，它并不具體分配CPU。而進程調(diào)度是在作業(yè)調(diào)度完成選擇后的基礎上，把CPU真正分

配給某一個具體的進程使用。

8.系統(tǒng)中的各種進程隊列都是由進程的PCB而成的。當一個進程的狀態(tài)從阻塞變?yōu)榫途w狀態(tài)時，

它的PCB從哪個隊列移到哪個隊列？它所對應的程序也要跟著移來移去嗎？為什么？

答：當一個進程的狀態(tài)從阻塞變?yōu)榫途w時，它的PCB就從原先在的阻塞隊列移到就緒隊列里。

在把進程的PCB從這個隊列移到另一個隊列時，只是移動進程的PCB,進程所對應的程序是不

動的。這是因為在進程的PCB里，總是記錄有它的程序的斷點信息。知道了斷點的信息，就能

夠知道程序當前應該從哪里開始往下執(zhí)行了。這正是保護現(xiàn)場所起的作用。

9.為什么說響應比高者優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法是對先來先服務以及短作業(yè)優(yōu)先這兩種調(diào)度算法的折

中？

答：先來先服務的作業(yè)調(diào)度算法，重點考慮的是作業(yè)在后備作業(yè)隊列里的等待時間，因此對短

作業(yè)不利；短作業(yè)優(yōu)先的作業(yè)調(diào)度算法，重點考慮的是作業(yè)所需的CPU時間（當然，這個時間是

用戶自己估計的），因此對長作業(yè)不利。“響應比高者優(yōu)先”作業(yè)調(diào)度算法，總是在需要調(diào)度

時，考慮作業(yè)已經(jīng)等待的時間和所需運行時間之比，即：

該作業(yè)已等待時間/該作業(yè)所需CPU時間

不難看出，這個比值的分母是一個不變的量。隨著時間的推移，一個作業(yè)的“已等待時間“會不

斷發(fā)生變化，也就是分子在不斷地變化。顯然，短作業(yè)比較容易獲得較高的響應比。這是因為它

的分母較小，只要稍加等待，整個比值就會很快上升。另一方面，長作業(yè)的分母雖然很大，但隨

著它等待時間的增加，比值也會逐漸上升，從而獲得較高的響應比。根據(jù)這種分析，可見“響應

比高者優(yōu)先”的作業(yè)調(diào)度算法，既照顧到了短作業(yè)的利益，也照顧到了長作業(yè)的利益，是對先來

先服務以及短作業(yè)優(yōu)先讀兩種調(diào)度算法的一種折中。

10.短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法總能得到最小的平均周轉(zhuǎn)時間嗎？為什么？

答：短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法只有在所有作業(yè)同時到達后備作業(yè)隊列時，才能得到最小的平均周轉(zhuǎn)時

間。如果各作業(yè)不是同時到達，這個結(jié)論是不成立的?？梢杂梅蠢f明，例如，教材上舉有如下

例子：考慮有5個作業(yè)A到E,運行時間分別是2、4、1、1、1;到達時間分別是0、0、3、3、

3o按照短作業(yè)優(yōu)先的原則，最初只有A和B可以參與選擇，因為其他3個還沒有到達。于是，運

行順序應該是A、B、C、D、Eo它們每個的周轉(zhuǎn)時間分別是2、6、4、5、6,平均周轉(zhuǎn)時間是

4.6o但如果按照順序B、C、D、E、A來調(diào)度，它們每一個的周轉(zhuǎn)時間成為9、4、2、3、4,平均

周轉(zhuǎn)時間是4.4。結(jié)果比短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法好。之所以會這樣，就是因為這5個作業(yè)并沒有同

時到達。

四、計算

1.有三個作業(yè)：

作業(yè)到達時間所需CPU時間

10.08

20.44

31.01

分別采用先來先服務和短作業(yè)優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法。試問它們的平均周轉(zhuǎn)時間各是什么？你是否還

可以給出一種更好的調(diào)度算法，使其平均周轉(zhuǎn)時間優(yōu)于這兩種調(diào)度算法？

解：(1)采用先來先服務作業(yè)調(diào)度算法時的實施過程如下。

作業(yè)到達時間所需CPU時間開始時商完成時間周轉(zhuǎn)時間

10.080.08.08.0

20.448.012.011.6

31.0112.013.012.0

這時，作業(yè)的調(diào)度順序是1-2—3。其平均周轉(zhuǎn)時間為：

(8+11.6+12)/3=10.53

(2)采用短作業(yè)優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法時的實施過程如下。

作業(yè)到達時間所需CPU時間開始時間完成時間周轉(zhuǎn)時間

10.080.08.08.0

31.018.09.08.0

20.449.013.012.6

這里要注意，在作業(yè)1運行完半進行作業(yè)調(diào)度時，作業(yè)2和3都已經(jīng)到達。由于是實行短作業(yè)優(yōu)

先作業(yè)調(diào)度算法，因此先調(diào)度作業(yè)3運行，最后調(diào)度作業(yè)2運行。所以，這時的作業(yè)調(diào)度順序是

1-3-2。其平均周轉(zhuǎn)時間為：

(8+8+126)/3=9.53

(3)還可以有更好的作業(yè)調(diào)度算法，使其平均周轉(zhuǎn)時間優(yōu)于這兩種調(diào)度算法。例如，如果知道在

作業(yè)1后面會來兩個短作業(yè)，那么作業(yè)1到達后，先不投入運行。而是等所有作業(yè)到齊后，再按

照短作業(yè)優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法進行調(diào)度，具體實施過程如下。

作業(yè)到達時間所需CPU時間開始時間完成時間周轉(zhuǎn)時間

31.011.02.01.0

20.442.06.05.6

10.086.014.014.0

這時的作業(yè)調(diào)度順序是3T2-1。其平均周轉(zhuǎn)時間為：

(1+5.6+14)/3=6.87

2.設有一組作業(yè)，它們的到達時間和所需CPU時間如下所示。

作業(yè)號到達時間所需CPU時間

19:0070分鐘

29:4030分鐘

39:5010分鐘

410:105分鐘

分別采用先來先服務和短作業(yè)優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法。試問它們的調(diào)度順序、作業(yè)周轉(zhuǎn)時間以及平均

周轉(zhuǎn)時間各是什么？

解：(1)采用先來先服務作業(yè)調(diào)度算法時的實施過程如下。

作業(yè)號到達時間所需CPU時間開始時間完成時間周轉(zhuǎn)時間

19:0070分鐘9:0010:1070分鐘

29:4030分鐘10:1010:4060分鐘

39:5010分鐘10:4010:5060分鐘

410:105分鐘10:5010:5545分鐘

這時，作業(yè)的調(diào)度順序是1—2-3-4。其平均周轉(zhuǎn)時間為：

(70+60+60+45)/4=5875

(2)采用短作業(yè)優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法時的實施過程如下。

作業(yè)號到達時間所需CPU時間開始時間完成時間周轉(zhuǎn)時間

19:0070分鐘9:0010:1070分鐘

410:105分鐘10:1010:155分鐘

39:5010分鐘10:1510:2535分鐘

29:4030分鐘10:2510:5575分鐘

這時，作業(yè)的調(diào)度順序是1-4-3T2。其平均周轉(zhuǎn)時間為：

(70+5+35+75)/4=46.25

3.某系統(tǒng)有三個作業(yè)：

作業(yè)號到達時間所需CPU時間

18.81.5

29.00.4

39.51.0

系統(tǒng)確定在它們?nèi)康竭_后，開始采用響應比高者優(yōu)先調(diào)度算法，并忽略系統(tǒng)調(diào)度時間。試問對它們

的調(diào)度順序是什么？各自的周轉(zhuǎn)時間是多少？

解：三個作業(yè)是在9.5時全部到達的。這時它們各自的響應比如下：

作業(yè)1的響應比=(9.5-8.8)/1.5=0.46

作業(yè)2的響應比二(9.5-9.0)/0.4=1.25

作業(yè)3的響應比=(9.5-9.5)/1.0=0

因此，最先應該調(diào)度作業(yè)2運行，因為它的響應比最高。它運行了0.4后完成，這時的時間是

9.9o再計算作業(yè)1和3此時的響應比：

作業(yè)1的響應比=(9.9-8.8)/1.5=0.73

作業(yè)3的響應比=(9.9-9.5)/1.0=0.40

因此，第二個應該調(diào)度作業(yè)1運行，因為它的響應比最高。它運行了1.5后完成，這時的時間是

11.4O第三個調(diào)度的是作業(yè)3,它運行了1.0后完成，這時的時間是12.4。整個實施過程如下。

作業(yè)號到達時間所需CPU時間開始時間完成時間周轉(zhuǎn)時間

29.00.49.59.90.9

18.81.59.911.42.6

39.51.011.412.42.S

作業(yè)的調(diào)度順序是2-1—3。各自的周轉(zhuǎn)時間為：作業(yè)1為0.9;作業(yè)2為2.6;作業(yè)3為2.9。

第3章（大木）習題解答

一、填空

1.將作業(yè)相對地址空間的相對地址轉(zhuǎn)換成存中的絕對地址的過程稱為他地鯉心

2.使用覆蓋與對換技術的主要目的是提高存的利用率。

3.存儲管理中，對存儲空間的浪費是以部碎片和外部碎片兩種形式表現(xiàn)出來的。

4.地址重定位可分為靜態(tài)重定位和動態(tài)重定位兩種。

5.在可變分區(qū)存儲管理中采用最佳適應算法時，最好按尺寸法來組織空閑分區(qū)鏈表。

6.在分頁式存儲管理的頁表里，主要應該包含頁號和塊號兩個信息。

7.靜態(tài)重定位在程序裝入時進行，動態(tài)重定位在程序執(zhí)行時進行。

8.在分頁式存儲管理中，如果頁面置換算法選擇不當，則會使系統(tǒng)出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。

9.在請求分頁式存儲管理中采用先進先出（FIFO）頁面淘汰算法時，增加分配給作業(yè)的塊數(shù)時,.

缺頁中斷的次數(shù)有可能會增加。

10.在請求分頁式存儲管理中，頁面淘汰是由于缺頁引起的。

11.在段頁式存儲管理中，每個用戶作業(yè)有一個段表，每段都有一個頁表。

二、選擇

1.虛擬存儲器的最大容量是由上決定的。

A.、外存容量之和B.計算機系統(tǒng)的地址結(jié)構

C.作業(yè)的相對地址空間D.作業(yè)的絕對地址空間

2.采用先進先出頁面淘汰算法的系統(tǒng)中，一進程在存占3塊（開始為空），頁面訪問序列為1、

2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5、6。運行時會產(chǎn)班次缺頁中斷。

A.7B.8C.9D.10

從圖3-1中的“缺頁計數(shù)”欄里可以看出應該選擇D。

圖多1選擇題2配圖

3.系統(tǒng)出現(xiàn)“抖動”現(xiàn)象的主要原因是由于A引起的。

A.置換算法選擇不當B.交換的信息量太大

c.存容量不足D.采用頁式存儲管理策略

4.實現(xiàn)虛擬存儲器的目的是D。

A.進行存儲保護B.允許程序浮動

C.允許程序移動D.擴充主存容量

5.作業(yè)在執(zhí)行中發(fā)生了缺頁中斷，那么經(jīng)中斷處理后，應返回執(zhí)行_B48令。

A.被中斷的前一條B.被中斷的那條

C.被中斷的后一條D.程序第一條

6.在實行分頁式存儲管理系統(tǒng)中，分頁是由D完成的。

A.程序員B.用戶C.操作員

D.系統(tǒng)

7.下面的工須面淘汰算法有時會產(chǎn)生異?，F(xiàn)象。

A.先進先出B.最近最少使用C.最不經(jīng)常使用D.最

佳

8.在一個分頁式存儲管理系統(tǒng)中，頁表的容為：

若頁的大小為4KB,則地址轉(zhuǎn)換機構將相對地址0_______________________轉(zhuǎn)換成

的物理地址是fc

A.8192

27

B.4096

C.2048D.1024

注意，相對地址0肯定是第0頁的第0個字節(jié)。查頁表可知第0頁存放在存的第2塊?，F(xiàn)在塊的

尺寸是4KB,因此第2塊的起始地址為8192。故相對地址0所對應的絕對地址（即物理地址）是

8192o

9.下面所列的存儲管理方案中，A實行的不是動態(tài)重定位。

A.固定分區(qū)B.可變分區(qū)C.分頁式D.請求分

頁式一

10.在下面所列的諸因素中，不對缺頁中斷次數(shù)產(chǎn)生影響的是C。

A.存分塊的尺寸B.程序編制的質(zhì)量

C.作業(yè)等待的時間D.分配給作業(yè)的存塊數(shù)

11.采用吩段式存儲管理的系統(tǒng)中，若地址用24位表示，其中8位表示段號，則允許每段的最大

長度是B。

A.2Z4B.2ieC.2sD.23Z

三、問答

1.什么是部碎片？什么是外部碎片？各種存儲管理中都可能產(chǎn)生何種碎片？

答：所謂“部碎片”，是指系統(tǒng)已經(jīng)分配給用戶使用、用戶自己沒有用到的那部分存儲空I苴;所

謂“外部碎片”，是指系統(tǒng)無法把它分配出去供用戶使用的那部分存儲空間。對于教材而言，單

一連續(xù)區(qū)存儲管理、固定分區(qū)存儲管理、分頁式存儲管理和請求頁式存儲管理都會出現(xiàn)部碎片。

只是前兩種存儲管理造成的部碎片比較大，浪費較為嚴重；后兩種頁式存儲管理，平均來說每個

作業(yè)都會出現(xiàn)半頁的部碎片。教材中，只有可變分區(qū)存儲管理會產(chǎn)生外部碎片。

2.敘述靜態(tài)重定位與動態(tài)重定位的區(qū)別。

答：靜態(tài)重定位是一種通過軟件來完成的地址重定位技術。它在程序裝入存時，完成對程序指令

中地址的調(diào)整。因此，程序經(jīng)過靜態(tài)重定位以后，在存中就不能移動了。如果要移動，就必須重

新進行地址重定位。

動態(tài)重定位是一種通過硬件支持完成的地址重定位技術。作業(yè)程序被原封不動地裝入存。只有到

執(zhí)行某條指令時，硬件地址轉(zhuǎn)換機構才對它里面的地址進行轉(zhuǎn)換。正因為如此，實行動態(tài)重定位的系

統(tǒng)，作業(yè)程序可以在存里移動C也就是說，作業(yè)程序在存中是可浮動的。

3.一個虛擬地址結(jié)構用24個二進制位表示。其中12個二進制位表示頁面尺寸。試問這和虛擬地

址空間總共多少頁？每頁的尺寸是多少？

答：如下圖所示，由于虛擬地址中是用12個二進制位表示頁面尺寸（即頁位移），所以虛擬地址

空間中表示頁號的也是12個二進制位。這樣，這種虛擬地址空間總共有：

2i2=4096（頁）

每頁的尺寸是：

2i2=4096=4K（字節(jié)）

頁號頁內(nèi)位移

M---------------------------------------虛擬地址

4.什么叫虛擬存儲器？怎樣謫定虛擬存儲器的容量？

答：虛擬存儲器實際是一種存儲擴充技術。它把作業(yè)程序存放在輔助存儲器里，運行時只裝入程

序的一部分。遇到不在存的程序時，再把所需要的部分裝入。這樣在存和輔存之間調(diào)入、調(diào)出的

做法，使用戶的作業(yè)地址空間無需顧及存的大小。給用戶造成的印象是，無論程序有多大，它在

這個系統(tǒng)上都可以運行。這種以輔助存儲器作為后援的虛幻存儲器，就稱為虛擬存儲器。虛擬存

儲器的大小是由系統(tǒng)的地址結(jié)構確定的。

5.為什么請求分頁式存儲管理能夠向用戶提供虛擬存儲器？

答：請求分頁式存儲管理的基本思想是：操作系統(tǒng)按照存儲塊的尺寸，把用戶作業(yè)地址空間劃分

成頁，全部存放在磁盤上。作業(yè)運行時，只先裝入若干頁。運行過程中遇到不在存的頁時，操作

系統(tǒng)就把它從磁盤調(diào)入存。這樣一來，用戶的作業(yè)地址空間無需顧及存的大小。這與虛擬存儲器

的思想是完全吻合的。所以，請求分頁式存儲管理能夠向用戶提供虛擬存儲器。

6.在請求分頁式存儲管理中，為什么既有頁表，又有快表？

答：在分頁式或請求頁式存儲管理中，通常是利用存儲器構成頁表的。當CPU執(zhí)行到某條指令、

要對存中的某一地址訪問時，因為這個地址是相對地址，所以先要根據(jù)這個地址所在的頁號去查

頁表（訪問一次存），然后才能由所形成的絕對地址去真正執(zhí)行指令（第二次訪問存）?？梢姡?/p>

由于頁表在存，降低了CPU的訪問速度。

為了提高相對地址到絕對地址的變換速度，人們想到用一組快速寄存器來代替頁表。這時查頁表

是以并行的方式進行，立即就能輸出與該頁號匹配的塊號，這樣做無疑比存式的頁表要快得多。

但是，快速寄存器的價格昂貴，由它來組成整個頁表是不可取的?？紤]到程序運行時具有局部

性，因此實際系統(tǒng)中總是一方面采用存頁表、另一方面用極少幾個快速寄存器組成快表來共同完

成地址的變換工作。這時的地址變換過程，如教材中的圖3?22所示。

7.試述缺頁中斷與頁面淘汰之間的關系。

答：在請求頁式存儲管理中，當根據(jù)虛擬地址查頁表而發(fā)現(xiàn)所要訪問的頁不在存時，就會產(chǎn)生缺

頁中斷。系統(tǒng)響應中斷后，就由操作系統(tǒng)到輔存把所需要的頁讀入存。這時，存可能有空閑的

塊，也可能沒有。只有當存中沒有空閑塊時，才會出現(xiàn)將存現(xiàn)有頁面淘汰出去的問題，即要進行

頁面淘汰。所以，缺頁中斷和頁面淘汰之間的關系是：頁面淘汰一定是由缺頁中斷所引起；但缺

頁中斷則不一定引起頁面淘汰。

8.試述缺頁中斷與一般中斷的區(qū)別。

答：在計算機系統(tǒng)中，由于某些事件的出現(xiàn)，打斷了當前程序的運行，而使CPU去處理出現(xiàn)的事

件，這稱為“中斷”。通常，計算機的硬件結(jié)構都是在執(zhí)行完一條指令后，去檢查有無中斷事件

發(fā)生的。如果有，那么就暫停當前程序的運行，而讓CPU去執(zhí)行操作系統(tǒng)的中斷處理程序，這叫

“中斷響應”。CPU化處理完中斷后，如果不需要對CPU重新進行分配，那么就返回被中斷進程

的程序繼續(xù)運行；如果需要進行CPU的重新分配，那么操作系統(tǒng)就會去調(diào)度新進程。

由上面的講述可以看出，缺頁中斷與一般中斷的區(qū)別如下。

（1）兩種中斷產(chǎn)生的時刻不同：缺頁中斷是在執(zhí)行一條指令中間時產(chǎn)生的中斷，并立即轉(zhuǎn)去處

理；而一般中斷則是在一條指令執(zhí)行完畢后，當硬件中斷裝置發(fā)現(xiàn)有中斷請求時才去響應和處

理。

（2）處理完畢后的歸屬不同：缺頁中斷處理完后，仍返回到原指令去重新執(zhí)行，因為那條指令并

未執(zhí)行；而一般中斷則是或返回到被中斷進程的下一條指令去執(zhí)行，因為上一條指令已經(jīng)執(zhí)行完

了，或重新調(diào)度，去執(zhí)行別的進程程序。

9.怎樣理解把相對地址劃分成數(shù)對：（頁號，頁位移）的過程對于用戶是“透明”的？

答：在操作系統(tǒng)中，所謂“透明”，即指用戶不知道的意思。對于分頁式存儲管理來說，用戶向

系統(tǒng)提供的相對地址空間，是一個一維的連續(xù)空間。系統(tǒng)接受了這個作業(yè)后，在部把這個相對地

址空間劃分成若干頁。由于這種劃分對于用戶來說是根本不知道的，所以說把相對地址劃分成數(shù)

對：(頁號，頁位移)的過程對于用戶是“透明”的。

10.做一個綜述，說明從單一連續(xù)區(qū)存儲管理到固定分區(qū)存儲管理，到可變分區(qū)存儲管理，到分

頁式存儲管理，再到請求分頁式存儲管理，每一種存儲管理的出現(xiàn)，都是在原有基礎上的發(fā)展和

提高。

答：教材共介紹了種存儲管理策略，它們適單一連續(xù)分區(qū)存儲管理用于不

5固定分區(qū)存儲管理

同的場合，如圖3-2所示。醫(yī)中，在單一連續(xù)分區(qū)存

多道

儲管理與固定分區(qū)存儲管理之間畫了一條線，3^7那表明

位于線以上的存儲管理策略只適用于單道程序可變分區(qū)存儲管理設計，

分頁式存儲管理

以下的適用于多道程序設計；在可變分區(qū)存儲管理與

不連續(xù)

全部

分頁式存儲管理之間畫了一條線，那表明位于線以上

請求頁式存儲管理

的存儲管理策略都要求為進入存的作業(yè)分配一個連續(xù)

部分

的存儲區(qū)，以下的存儲管理策略打破了連續(xù)性的要

圖3-2各種存儲管理策略的適用場合

求；在分頁式存儲管理與請求頁式存儲管理之間畫了

一條線，那表明位于線以上的存儲管理策略都要求使作業(yè)程序全部進入存，而以下的存儲管理策

略打破了全部的要求，只要部分裝入存就可以了。

由此可見，每一種存儲管理的出現(xiàn)，都是在原有存儲管理基礎上的一次發(fā)展和提高。它們從簡單

到復雜，從不完善到逐漸完善。

11.試述分頁式系統(tǒng)與分段式系統(tǒng)的主要區(qū)別。

答：從形式上看，分頁式系統(tǒng)與分段式系統(tǒng)有許多相似之處，比如兩者都不要求作業(yè)在存中連續(xù)

存放。但在概念上，兩者卻完全不同。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)把用戶作業(yè)進行分頁，是系統(tǒng)的一種行為，對用戶是透明的。所以，頁是信息的物理單位。

分段是為了滿足用戶的需要，每段在邏輯上都有完整的意義，因此是信息的邏輯單位。

(2)頁的大小固定，且由系統(tǒng)決定。將邏輯地址劃分成數(shù)對(頁號，頁位移)，是由機器硬件實

現(xiàn)的。段的長度不固定，取決于用戶所編寫的程序結(jié)構，通常由編譯程序在對源程序進行編譯時

根據(jù)信息的性質(zhì)來劃分。

(3)分頁時，作業(yè)的地址空間是一維的；分段時，作業(yè)的地址空間是二維的。

四、計算

1.在可變分區(qū)存儲管理中，發(fā)地址法組織當前的空閑分區(qū)，其大小分別為：10KB,4KB,20KB,

18KB,7KB,9KB,12KB和15KB?，F(xiàn)在依次有3個存儲請求為：12KB,10KB,9KB?試問使用最先

適應算法時的分配情形如何？那么最佳適應、最壞適應呢？

解：我們用表來說明實行各種分配算法時的情形。

(1)最先適應算法

清求隊列最先活應算法

初始1OK4K20K18K7K9K12K15K

12K1OK4K8K18K7K9K12K15K

10K04K8K18K7K9K12K15K

9K04K8K9K7K9K12K15K

(2)最佳適應算法

請求隊列員佳適應算法—

初始10K4K20K18K7K9K12K15K

12K10K4K20K18K7K9K015K

1OK04K20K18K7K9K015K

9K04K20K18K7K0015K

(3)最壞適應算法

請求隊列例壞括應Ml法

初始10K4K20K18K7K9K12K15K

12K10K4K8K18K7K9K12K15K

10K10K4K8K8K7K9K12K15K

9K10K4K8K8K7K9K12K6K

可見，分配算法不同，選擇的分配對象也不一樣。

2.系統(tǒng)存被劃分成8塊，每塊4KB。某作業(yè)的虛擬地址空間共劃分成16個頁面。當前在存的頁

與存塊的對應關系如下表所示，未列出的頁表示不在存。

頁號塊號頁號塊號

0244

1153

2695

30117

試指出對應于下列虛擬地址的絕對地址：

(a)20(b)4100(c)8300

解：(a)虛擬地址20對應的頁號是0,頁位移是20。用0去查頁表，知道第0頁現(xiàn)在存放在存

的第2塊。由于每塊的長度是4KB,所以第2塊的起始地址為8192。因此，虛擬地址20所對應的

絕對地址是：

8192+20=8212

（b）虛擬地址4100對應的頁號是：

4100/4096=1「7”是整除運算符）

對應的頁位移是：

4100%4096=4（"%’是求余運算符）

用1去查頁表，知道第1頁現(xiàn)在存放在存的第1塊。第1塊的起始地址為4096。因此，虛擬地址

4100所對應的絕對地址是：

4096+4=4100

（c）虛擬地址8300對應的頁號是：

8300/4096=2「7”是整除運算符）

對應的頁位移是：

8300%4096=108（“％”是求余運算符）

用2去查頁表，知道第2頁現(xiàn)在存放在存的第6塊。第6塊的起始地址為

6X4K=24576

因此，虛擬地址8300所對應的絕對地址是

24576+108=24684

3.某請求分頁式存儲管理系統(tǒng)，接收一個共7頁的作業(yè)。作業(yè)運行時的頁面走向如下：

1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6

若采用最近最久未用（LRU）頁面淘汰算法，作業(yè)在得到2塊和4塊存空間時，各會產(chǎn)生出多少次

缺頁中斷？如果采用先進先出（FIFO）頁面淘汰算法時，結(jié)果又如何？

解：（1）采用最近最久未用（LRU）頁面淘汰算法，作業(yè)在得到2塊存空間時所產(chǎn)生的缺頁中斷

次數(shù)為18次，如圖3?3（a）所示；在得到4塊存空間時所產(chǎn)生的缺頁中斷次數(shù)為10次，如圖3-

3（b）所示。

缺頁計熟

(b)4塊時的LUR

圖3-3LRU時的情形

(2)采用先進先出(FIFO)頁面淘汰算法，作業(yè)在得到2次存空間時所產(chǎn)生的缺頁中斷次數(shù)為

18次，如圖3-4(a)所示；在得到4塊存空間時所產(chǎn)生的缺頁中斷次數(shù)為14次，如圖3~4(b)

所示。

。回

次面走向.r~n~p~nr[2

1

6

2個內(nèi)存塊

4介內(nèi)存塊-1

12223456621337662

2

11123455621137766

缺頁計數(shù)―*JJJJJJ4JJ

(b)4塊時的FIFO

圖3-4FIFO時的情形

關于先進先出(FIFO)頁面淘汰算法，在給予作業(yè)更多的存塊時，缺頁中斷次數(shù)有可能上升，這

是所謂的異?，F(xiàn)象。但要注意，并不是在任何情況下都會出現(xiàn)異常。是否出現(xiàn)異常，取決于頁面

的走向。本題所給的頁面走向，在FIFO頁面淘汰算法下,并沒有引起異常：2塊時缺頁中斷次數(shù)

為18次，4塊時缺頁中斷次數(shù)為14次。

4.在一個分段式存儲管理中，有段表如下：

段號段長基址

0210500

1235020

210090

31350590

4193895

試求邏輯地址［0,430］.［1,10］.［2,500］、［3,400］、［4,112］、［5,32］所對應的物理地

址。

解：(1)邏輯地址［0,430］的物理地址是210+430=640;

(2)邏輯地址［1,10］的物理地址是2350+10=2360;

(3)由于第2段的基址是100,段長是90,所以邏輯地址［2,500］為非法；

(4)邏輯地址［3,400］的物理地址是1350+400=1750;

(5)由于第4段的基址是1938,段長是95,所以邏輯地址［4,112］為非法；

(6)由于該作業(yè)不存在第5段，所以邏輯地址［5,32］為非法。

第4章習題解答