第5章存储管理(1)
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计算机四级网络工程师-操作系统原理-第5章内存管理计算机四级网络工程师-操作系统原理-第5章内存管理单选题可变分区管理方案,看内存分配表各类适应算法下次适应算法最优适应算法最坏适应算法首次适应算法,系统中剩余的最大空闲分区静态重定位中,从哪个单元获取操作数各类置换算法各类置换算法看内存分配情况表——实战最近最少使用页面置换算法(LRU)先进先出页面置换算法(FIFO)最近最不常用页面置换算法(LFU)最近未使用页面置换算法(NRU)涉及计算【真题讲解】页式管理存储第66题快表命中率花费us计算简单页式存储管理问最大有多少个页面问最大有多少字节问页表长度(页表项个数)写保护中断各个置换算法的缺页率(建议放弃这一题分,比较容易搞混,需要理解各个置换算法并画图表)LRU页面置换算法OPT最佳页面置换算法八进制的计算(先八进制转换成二进制再计算)虚拟页式存储管理(求偏移量题目)题目直接给二进制,直接进行数位数偏移题目直接给16进制,转换为二进制后进行数位数偏移虚拟页式的有效位、修改位、访问位、保护位、禁止位单页存放整数变量个数和循环代码计算缺页次数一般情况通解:两个循环次数相乘,除单页个数答案有整数×整数形式使用快表和不使用快表相比较,求平均访问时间降低x%需要直接记忆单选多选题需要直接记忆多选单选题可变分区管理方案,看内存分配表下次适应算法最优适应算法最坏适应算法首次适应算法,系统中剩余的最大空闲分区这种题目一定要学习画图,画出变化趋势和具体数值静态重定位中,从哪个单元获取操作数第28题:在操作系统的存储系统中,程序装入时采用静态重定位方法。
已知:第18号单元外有一条加法指令,该指令要求处第066号单外取得操作数1234。
假设存储管理为程学分配的内存区域是众第800号开始,则加法指令将从哪一个单元获取操作数:答案——866置换算法策略先进先出页面置换算法(FIFO)将驻留在内存中时间最长的一页调出最先装入内存的一页调出最近最少使用页面置换算法(LRU)最长时间未被使用过的页面距离现在最长时间没有被访问的页面最近最不常用页面置换算法(LFU)一段时间单页面被使用的次数多少选择一段确定的周期T内,使用次数最少最近未使用页面置换算法(NRU)在最近的一个【时钟滴答】中尽量置换一个没有被访问的和没有被修改过的页面理想页面置换算法(OPT)以后不再需要的、或者在最长时间以后才会用到的页面第二次机会页面置换算法检查进入内存时间最久页面的R位,如果是0,则置换该页;如果是1,就将R位清0,并把该页面放到链表的尾端,修改其进入时间【重点就是会放到链表尾端,画图表时注意】各类置换算法各类置换算法看内存分配情况表——实战最近最少使用页面置换算法(LRU)先进先出页面置换算法(FIFO)最近最不常用页面置换算法(LFU)最近未使用页面置换算法(NRU)涉及计算【真题讲解】页式管理存储第60题:在分区管理方法中,假设程序A自60K处开始存放,到124K为止。
第五章存储管理作业答案2、6、10、13、15、162、解释下列概念:物理地址、逻辑地址、逻辑地址空间、内存空间、重定位、静态重定位、动态重定位、碎片、紧缩、可重定位地址。
物理地址——内存中各存储单元的地址由统一的基地址顺序编址,这种地址称为物理地址。
逻辑地址——用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址,这种地址称为逻辑地址。
逻辑地址空间——由程序中逻辑地址组成的地址范围叫做逻辑地址空间。
内存空间——由内存中的一系列存储单元所限定的地址范围称作内存空间。
重定位——把逻辑地址转变为内存物理地址的过程叫做重定位。
静态重定位——在目标程序装入内存时所进行的重定位。
动态重定位——在程序执行期间,每次访问内存之前进行的重定位。
碎片——在分区法中,内存出现许多容量太小、无法被利用的小分区称作“碎片”。
紧缩——移动某些已分配区的内容,使所有作业的分区紧挨在一起,而把空闲区留在另一端,这种技术称为紧缩。
可重定位地址——当含有它的程序被重定位时,将随之被调整的一种地址。
6、什么是虚拟存储器?它有哪些基本特征?参考答案:虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的虚拟存储空间,在这种计算机系统中实现了用户逻辑存储器与物理存储器分离,它是操作系统给用户提供的一个比真实内存空间大得多的地址空间。
虚拟存储器的基本特征是:虚拟扩充——不是物理上,而是逻辑上扩充了内存容量;部分装入——每个作业不是全部一次性地装入内存,而是只装入一部分;离散分配——不必占用连续的内存空间,而是“见缝插针”;多次对换——所需的全部程序和数据要分成多次调入内存。
10、某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面,每页为1KB,内存为16KB。
假定某时刻一个用户页表已调入内存的页面页号和物理块号如表5-1所示。
则逻辑地址0A5C(H)所对应的物理地址为。
表5-1 页表中页号和物理块号对照表参考答案:0A5C(H)换成二进制:页号为2,查表,对应物理块号为4,与页内地址拼接成物理地址:再转换为十六进制,即125C(H)13、已知段表如表5-2所示。
第五章存储管理一. 选择最合适的答案1.分页存储管理的存储保护是通过( )完成的.A.页表(页表寄存器)B.快表C.存储键D.索引动态重定2.把作业地址空间中使用的逻辑地址变成内存中物理地址称为()。
A、加载B、重定位C、物理化D、逻辑化3.在可变分区存储管理中的紧凑技术可以()。
A.集中空闲区B.增加主存容量C.缩短访问时间D.加速地址转换4.在存储管理中,采用覆盖与交换技术的目的是( )。
A.减少程序占用的主存空间B.物理上扩充主存容量C.提高CPU效率D.代码在主存中共享5.存储管理方法中,( )中用户可采用覆盖技术。
A.单一连续区 B. 可变分区存储管理C.段式存储管理 D. 段页式存储管理6.把逻辑地址转换成物理地址称为()。
A.地址分配B.地址映射C.地址保护D.地址越界7.在内存分配的“最佳适应法”中,空闲块是按()。
A.始地址从小到大排序B.始地址从大到小排序C.块的大小从小到大排序D.块的大小从大到小排序8.下面最有可能使得高地址空间成为大的空闲区的分配算法是()。
A.首次适应法B.最佳适应法C.最坏适应法D.循环首次适应法9.硬盘容量1G,内存容量为1024k,那么虚拟存储器最大实际容量可能是( ) 。
A.1024KB.1024MC.10GD.10G+1M10.用空白链记录内存空白块的主要缺点是()。
A.链指针占用了大量的空间B.分配空间时可能需要一定的拉链时间C.不好实现“首次适应法”D.不好实现“最佳适应法”11.一般而言计算机中()容量(个数)最多.A.ROMB.RAMC.CPUD.虚拟存储器12.分区管理和分页管理的主要区别是()。
A.分区管理中的块比分页管理中的页要小B.分页管理有地址映射而分区管理没有C.分页管理有存储保护而分区管理没有D.分区管理要求一道程序存放在连续的空间内而分页管理没有这种要求。
13.静态重定位的时机是()。
A.程序编译时B.程序链接时C.程序装入时D.程序运行时14.通常所说的“存储保护”的基本含义是()A.防止存储器硬件受损B.防止程序在内存丢失C.防止程序间相互越界访问D.防止程序被人偷看15.能够装入内存任何位置的代码程序必须是( )。
第五、六章存储器管理练习题(一)单项选择题1.存储管理的目的是( )A、方便用户 B.提高主存空间利用率 C.方便用户和提高主存利用率 D.增加主存实际容量2.动态重定位是在作业的( )中进行的。
A.编译过程 B.装入过程 C.修改过程 D.执行过程3.提高主存利用率主要是通过( )实现的。
A.内存分配 B.内存保护 c.地址转换 D.内存扩充4.可变分区管理方式按作业需求量分配主存分区,所以( )。
A.分区的长度是固定 B.分区的个数是确定的C.分区长度和个数都是确定的 D.分区的长度不是预先固定的,分区的个数是不确定的5.( )存储管理不适合多道程序系统。
A.一个分区 B.固定分区 C.可变分区 D.段页式6.可变分区管理方式下( )分配作业的主存空间。
A.根据一张主存分配表 B.根据一张已分配区表和一张空闲区表C.根据一张“位示图”构成的主存分配表 D.由系统自由7.可变分区常用的主存分配算法中不包括( )。
A.最先适应分配算法 B.顺序分配算法 C.最优适应分配算法 D.最坏适应分配算法8.在可变分区方式管理下收回主存空间时,若已判定“空闲区表第j栏始址=归还的分区始址+长度”,则表示( )。
A.归还区有下邻空闲区 B.归还区有上邻空闲区C.归还区有上、下邻空闲区 D.归还区无相邻空闲区9.当可变分区方式管理内存空间去配时,要检查有无相邻的空闲区,若归还区始地址为S,长度为L,符合( )表示归还区有上邻空闲区。
A.第j栏始址=S+L B.第j栏始址+长度=SC.第j栏始址+长度=S且第k栏始址=S+L D.不满足A、B、C任一条件10.碎片现象的存在使( )。
A.主存空间利用率降低 B.主存空间利用率提高C.主存空间利用率得以改善 D.主存空间利用率不受影响11.最佳适应分配算法把空闲区( )。
A.按地址顺序从小到大登记在空闲区表中 B.按地址顺序从大到小登记在空闲区表个C.按长度以递增顺序登记在空闲区表中 D.按长度以递减顺序登记在空闲区表中12.分页存储管理时,每读写一个数据,要访问( )主存。
第5章存储器管理习题与解答5.2 例题解析例5.2.1 为什么要引入逻辑地址?解引入逻辑地址有如下原因:(1) 物理地址的程序只有装入程序所规定的内存空间上才能正确执行,如果程序所规定内存空间不空闲或不存在,程序都无法执行;(2) 使用物理地址编程意味着由程序员分配内存空间,这在多道程序系统中,势必造成程序所占内存空间的相互冲突;(3) 在多道程序系统中,程序员门无法事先协商每个程序所应占的内存空间的位置,系统也无法保证程序执行时,它所需的内存空间都空闲。
(4) 基于上述原因,必须引入一个统一的、在编程时使用的地址,它能够在程序执行时根据所分配的内存空间将其转换为对应的物理地址,这个地址就是逻辑地址。
(5) 逻辑地址的引入为内存的共享、保护和扩充提供方便。
例5.2.2 静态重定位的特点有哪些?(1) 实现容易,无需增加硬件地址变换机构;(2) 一般要求为每个程序分配一个连续的存储区;(3) 在重定位过程中,装入内存的代码发生了改变;(4) 在程序执行期间不在发生地址的变换;(5) 在程序执行期间不能移动,且难以做到程序和数据的共享,其内存利用率低。
例5.2.3 动态重定位的特点有哪些?(1) 动态重定位的实现要依靠硬件地址变换机构,且存储管理的软件算法比较复杂;(2) 程序代码是按原样装入内存的,在重定位的过程中也不发生变化,重定位产生的物理地址存放在内存地址寄存器中,因此不会改变代码;(3) 同一代码中的同一逻辑地址,每执行一次都需要重位一次;(4) 只要改变基地址,就可以很容易地实现代码在内存中的移动;(5) 动态重定位可以将程序分配到不连续的存储区中;(6) 实现虚拟存储器需要动态重定位技术的支持;尽管动态重定位需要硬件支持,但他支持程序浮动,便于利用零散的内存空间,利于实现信息共享和虚拟存储,所以现代计算机大都采用动态重定位。
例5.2.4 装入时动态链接的优点有哪些?(1)便于软件版本的修改和更新在采用装入时动态链接方式时,要修改或更新各个目标模块,是件非常容易的事,但对于经静态链接以装配在一起的装入模块,如果要修改或更新其中的某个目标模块时,则要求重新打开装入模块,这不仅是低效的,而且对于普通用户是不可能的。
第五章存储管理一、选择题:1.将作业地址空间中的逻辑地址转换为内存中的物理地址的过程称为()。
A.重定位B.逻辑变换C.地址交换D.进程创建2.虚存的基础是()。
A.局部性理论B.程序执行时对内存访问不均匀C.指令局部性D.变量的连续访问3.实现虚拟存储器的目的是()。
A.实现存储保护B.实现信息共享C.扩充辅存容量D.扩充主存容量4.在地址映射方式中,静态重定位具有的特点是()。
A.可以把一个作业分配在一个不连续的存储区域中B.可以实现不同作业主存信息的共享C.要求把一个作业分配在一个连续的存储区域中D.很容易实现主存的扩充5.在地址映射方式中,动态重定位具有的特点是()。
A.很难实现主存的扩充,可采用覆盖技术来实现B.地址在执行过程中是可以改变的C.很难实现不同作业主存信息的共享D.非常简单,任何计算机,任何操作系统都可以实现6.可重定位内存分区分配目的为()。
A.解决碎片问题B.便于多作业共享内存C.回收空白区方便D.摆脱用户干预7.实现虚存最主要的技术是()。
A.整体覆盖B.整体对换C.部分对换D.多道程序设计8.动态重定位是在作业的()中进行的。
A.编译过程B.装入过程C.修改过程D.执行过程9.在下面关于虚拟存储器的叙述中,正确的是()。
A.要求程序运行前必须全部装入内存且在运行过程中一直驻留在内存B.要求程序运行前不必全部装入内存且在运行过程中不必一直驻留在内存C.要求程序运行前不必全部装入内存且在运行过程中必须一直驻留在内存D.要求程序运行前必须全部装入内存且在运行过程中不必一直驻留在内存10.虚存的可行性的基础是()A.程序执行的离散性B.程序执行的顺序性C.程序执行的局部性D.程序执行的并发性11.在存储管理中,采用覆盖与交换技术的目的是()。
A.减少程序占用的主存空间B.物理上扩充主存容量C.提高CPU效率D.代码在主存中共享12在内存分配的“最佳适应法”中,空闲块是按()。
5.3 习题5.3.1选择最合适的答案1.分页存储管理的存储保护是通过( )完成的.A.页表(页表寄存器)B.快表C.存储键D.索引动态重定2.把作业地址空间中使用的逻辑地址变成内存中物理地址称为()。
A、加载B、重定位C、物理化D、逻辑化3.在可变分区存储管理中的紧凑技术可以()。
A.集中空闲区B.增加主存容量C.缩短访问时间D.加速地址转换4.在存储管理中,采用覆盖与交换技术的目的是( )。
A.减少程序占用的主存空间B.物理上扩充主存容量C.提高CPU效率D.代码在主存中共享5.存储管理方法中,( )中用户可采用覆盖技术。
A.单一连续区 B. 可变分区存储管理C.段式存储管理 D. 段页式存储管理6.把逻辑地址转换成物理地址称为()。
A.地址分配B.地址映射C.地址保护D.地址越界7.在内存分配的“最佳适应法”中,空闲块是按()。
A.始地址从小到大排序B.始地址从大到小排序C.块的大小从小到大排序D.块的大小从大到小排序8.下面最有可能使得高地址空间成为大的空闲区的分配算法是()。
A.首次适应法B.最佳适应法C.最坏适应法D.循环首次适应法9.硬盘容量1G,内存容量为1024k,那么虚拟存储器最大实际容量可能是( ) 。
A.1024KB.1024MC.10GD.10G+1M10.用空白链记录内存空白块的主要缺点是()。
A.链指针占用了大量的空间B.分配空间时可能需要一定的拉链时间C.不好实现“首次适应法”D.不好实现“最佳适应法”11.一般而言计算机中()容量(个数)最多.A.ROMB.RAMC.CPUD.虚拟存储器12.分区管理和分页管理的主要区别是()。
A.分区管理中的块比分页管理中的页要小B.分页管理有地址映射而分区管理没有C.分页管理有存储保护而分区管理没有D.分区管理要求一道程序存放在连续的空间内而分页管理没有这种要求。
13.静态重定位的时机是()。
A.程序编译时B.程序链接时C.程序装入时D.程序运行时14.通常所说的“存储保护”的基本含义是()A.防止存储器硬件受损B.防止程序在内存丢失C.防止程序间相互越界访问D.防止程序被人偷看15.能够装入内存任何位置的代码程序必须是( )。
第5章存储管理(1) 存储管理的任务和功能是什么?解:存储管理的主要任务是:1.支持多道程序的并发执行,使多道程序能共享存储资源,在互不干扰的环境中并发执行。
2.方便用户,使用户减少甚至摆脱对存储器的管理,使用户从存储器的分配、保护和共享等繁琐事物中解脱出来。
3.提高存储器的利用率和系统吞吐量。
4.从逻辑上扩充内存空间,支持大程序能在小的内存空间运行或允许更多的进程并发执行。
为了完成上述任务,现代操作系统的存储管理应具有以下功能:1. 存储空间的分配和回收。
2. 地址转换,实现逻辑地址到物理地址的映射。
3. 主存空间的共享。
4. 主存空间的保护。
5. 主存储空间的扩充。
6. 对换,对换的主要任务是实现在内存和外存之间的全部或部分进程的对换,即将内存中处于阻塞状态的进程调换到外存上,而将外存上处于就绪状态的进程换入内存。
对换的目的主要是为了提高内存利用率,提高系统的吞吐量。
(2) 为什么要配置层次式存储器?解:为了解决CPU和存储器之间速度上的不匹配,在现代计算机系统中,存储系统通常采用层次结构,存储层次可粗略分为三级:最高层为CPU寄存器,中间为主存,最底层是辅存。
根据具体功能还可以细分为寄存器、高速缓存、主存储器、磁盘缓存、辅存储设备(固定磁盘、可移动存储介质)5层。
一个文件的数据可能出现在存储系统的不同层次中,例如,一个文件数据通常被存储在辅存中(如硬盘),当其需要运行或被访问时,就必须调入主存,也可以暂时存放在主存的磁盘高速缓存中。
大容量的辅存常常使用磁盘,磁盘数据经常备份在可移动磁盘或者光盘上,以防止硬盘故障时丢失数据。
(3) 什么是逻辑地址?什么是物理地址?为什么要进行二者的转换工作?解:逻辑地址是应用程序中使用的访存地址,有时也称为相对地址,由逻辑地址构成的地址空间称为逻辑空间。
每个应用程序的逻辑地址空间都是从零号地址码开始的。
物理地址是内存储器的实际存储单元地址,有时也称为绝对地址,由物理地址构成的地址空间称为物理空间。
目录摘要第一章存储管理 (1)1.1什么是存储管理 (1)1.2存储管理的功能 (1)1.3虚拟存储器 (2)1.3.1什么是虚拟存储器 (2)1.3.2在虚拟存储器中要注意的三个概念 (3)1.3.3虚拟存储管理的三种方法 (3)第二章设备管理 (5)2.1设备管理概述 (5)2.2设备的分类 (5)2.3设备管理的目标 (6)2.4操作系统中设备管理的功能 (7)2.5设备管理的任务 (8)第三章处理器管理 (9)3.1 概念 (9)3.2 单用户处理器管理 (9)3.3多用户处理器管理 (9)3.3.1进程的概念 (9)3.3.2多道作业从进入系统到退出系统 (10)3.3.3作业调度 (12)3.3.4进程调度 (12)3.4 处理器状态 (13)3.4.1处理器状态分类 (13)3.4.2 处理器状态与资源和机器指令使用权限的关系 (13)3.4.3 INTEL PENTIUM的处理器状态 (13)3.4.4处理器状态之间的转换 (14)第四章文件管理 (15)4.1概述 (15)4.2功能 (15)4.3软件介绍 (15)4.3.1 PC软件大师 (15)4.3.2DIRECTORY OPUS (15)4.3.3Q-DIR (15)第五章用户接口 (19)5.1什么是用户接口 (19)5.2用户接口可分为三个部分 (19)5.2.1命令接口 (19)5.2.2程序接口 (21)5.2.3图形接口 (23)第六章作业管理 (24)6.1作业的概念 (24)6.2作业的组成和类型 (24)6.3作业管理的基本功能 (24)6.4作业状态及其转换 (24)6.5作业调度程序主要功能 (24)6.6作业调度算法的选择原则 (25)6.7作业控制 (25)总结 (26)II操作系统管理第一章存储管理1.1什么是存储管理存储管理是操作系统中六大功能之一,主要是指对内存的管理,主要解决以恢复数据和历史信息归档为目的的联机与脱机数据存储。