第5章习题答案 (2)
- 格式:doc
- 大小:90.50 KB
- 文档页数:9
第五章思考题及习题答案5-1什么是电力系统的有功功率备用容量?为什么要设置备用容量?答:系统的电源容量超出发电厂发出的有功功率的总和的部分,称为系统的备用容量。
系统设置有功功率备用容量为了满足频率调整的需要,以保证在发电、供电设备发生故障或检修时,以及系统负荷增加时,系统仍有足够的发电容量向用户供电,保证电力系统在额定频率下达到有功平衡。
5-2 电力系统频率偏移过大的影响有哪些?答:频率偏移过大时,主要有以下影响:(1)电动机的转速和输出功率随之变化,会严重地影响产品的质量。
(2)会影响各种电子设备工作的精确性。
(3)对电力系统的正常运行影响很大。
对汽轮发电机叶片都有不良影响;电厂用的许多机械如水泵、风机等在频率降低时都要减小出力,因而影响发电设备的正常运行,使整个发电厂的有功出力减小,从而导致系统频率的进一步下降;频率降低时,异步电动机和变压器的励磁电流增大,为了不超越温升限额,不得不降低发电机的发出功率;频率降低时,系统中的无功功率负荷将增大,无功功率损耗增加,这些都会给电力系统无功平衡和电压调整增加困难。
总之,由于所有设备都是按系统额定频率设计的,系统频率质量的下降将影响各行各业。
而频率过低时,甚至会使整个系统瓦解,造成大面积停电。
5-3 什么是电力系统负荷的有功功率—静态频率特性?何为有功功率负荷的频率调节效应?K的大小与哪些因素有关?L答:系统处于运行稳定时,系统中有功负荷随频率的变化特性称为负荷的有功功率—静态频率特性。
当系统有功平衡破坏而引起频率变化时,系统负荷也参与对频率的调节(当频率变化时,系统中的有功功率负荷也将发生变化),这种特性有助于系统中的有功功率在新的频率下重新达到平衡,这种现象称为负荷的频率调节效应。
K的数值取决于全电力系统各类负荷的比重。
L5-4什么是电力系统发电机组的有功功率—静态频率特性?何为发电机组的单位调节功率?K的大小与哪些因素有关?G答:发电机输出的有功功率与频率之间的关系称为发电机组的有功功率一频率静态特性。
第五章习题参考答案一、填空题1、MCS-51有5个中断源,2个中断优先级,优先级由软件填写特殊功能寄存器 IP 加以选择。
2、外中断请求标志位是 IE0 和 IE1 。
3、 RETI 指令以及任何访问 IE 和 IP 寄存器的指令执行过后,CPU不能马上响应中断。
4、8051单片机响应中断后,产生长调用指令LCALL,执行该指令的过程包括:首先把 PC的内容压入堆栈,以进行断点保护,然后把长调用指令的16位地址送 PC ,使程序执行转向程序存储器中的中断地址区。
二、选择题:1、在中断服务程序中,至少应有一条( D )。
A、传送指令B、转移指令C、加法指令D、中断返回指令2、要使MCS-51能够响应定时器T1中断,串行接口中断,它的中断允许寄存器IE的内容应是( A )。
A、 98HB、 84HC、 42HD、 22H3、MCS-51响应中断时,下列哪种操作不会发生( A )A、保护现场B、保护PCC、找到中断入口D、保护PC转入中断入口4、MCS-51中断源有( A )A、 5个B、 2个C、 3个D、6个5、计算机在使用中断方式与外界交换信息时,保护现场的工作应该是( C )A、由CPU自动完成B、在中断响应中完成C、应由中断服务程序完成D、在主程序中完成6、MCS-51的中断允许触发器内容为83H,CPU将响应的中断请求是( D )。
A、 INT0,INT1B、 T0,T1C、 T1,串行接口D、 INT0,T07、若MCS-51中断源都编程为同级,当它们同时申请中断时,CPU首先响应( B )。
A、 INT1B、 INT0C、 T1D、T08、当CPU响应串行接口中断时,程序应转到( C )。
A、 0003HB、 0013HC、 0023HD、 0033H9、执行MOV IE,#03H后,MCS-51将响应的中断是( D )。
A、 1个B、 2个C、 3个D、0个10、外部中断1固定对应的中断入口地址为( C )。
答:可能,但应用程序中必须额外提供与TCP相同的功能。
5—08为什么说UDP是面向报文的,而TCP是面向字节流的?答:发送方UDP 对应用程序交下来的报文,在添加首部后就向下交付IP 层。
UDP 对应用层交下来的报文,既不合并,也不拆分,而是保存这些报文的边界。
接收方UDP 对IP 层交上来的UDP 用户数据报,在去除首部后就原封不动地交付上层的应用进程,一次交付一个完整的报文。
发送方TCP对应用程序交下来的报文数据块,视为无结构的字节流〔无边界约束,课分拆/合并〕,但维持各字节5—09端口的作用是什么?为什么端口要划分为三种?答:端口的作用是对TCP/IP体系的应用进程进行统一的标志,使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信。
熟知端口,数值一般为0~1023.标记常规的效劳进程;1024~491515—10试说明运输层中伪首部的作用。
答:用于计算运输层数据报校验和。
5—11某个应用进程使用运输层的用户数据报UDP,然而继续向下交给IP层后,又封装成IP 数据报。
既然都是数据报,可否跳过UDP而直接交给IP层?哪些功能UDP提供了但IP没提提供?答:不可跳过UDP而直接交给IP层IP数据报IP报承当主机寻址,提供报头检错;只能找到目的主机而无法找到目的进程。
UDP提供对应用进程的复用和分用功能,以及提供对数据差分的过失检验。
5—12一个应用程序用UDP,到IP层把数据报在划分为4个数据报片发送出去,结果前两个数据报片丧失,后两个到达目的站。
过了一段时间应用程序重传UDP,而IP层仍然划分为4个数据报片来传送。
结果这次前两个到达目的站而后两个丧失。
试问:在目的站能否将这两次传输的4个数据报片组装成完整的数据报?假定目的站第一次收到的后两个数据报片仍然保存在目的站的缓存中。
答:不行重传时,IP数据报的标识字段会有另一个标识符。
仅当标识符相同的IP数据报片才能组装成一个IP数据报。
前两个IP数据报片的标识符与后两个IP数据报片的标识符不同,因此不能组装成一个IP数据报。
第5章 正统交流电一、填空题1.正弦交流电在0.1s 时间内变化了5周,那么它的周期等于 0.02s ,频率等于 50Hz 。
2.我国民用交流电压的频率为 50 Hz ,有效值为 220V 。
3.一个电热器接在10V 的直流电源上,产生一定的热功率,把它接到交流电源上,使产生的热功率是直流时相等,则交流电压的最大值是14.14V 。
4.正弦交流电的三要素是 最大值 、 频率 、 初相位 。
5.已知一正弦交流电流i =10sin (100πt +3π)A ,则其有效值为 7.07A ,频率为 50Hz ,初相位为 3π。
6.已知一正弦交流电流最大值是50A ,频率为50Hz ,初相位为1200,则其解析式为i =50sin (100πt +1200)A 。
7.旋转矢量在纵轴上的投影,就是该正弦量的瞬时 值。
8.已知交流电压的解析式:u 1=102sin(100πt -900) V,,u 2=10sin(100πt +900) V ,则它们之间的相位关系是 反相 。
9.若正弦交流电在t=0时的瞬时值为2A ,其初相为π/6,则它的有效值为 2.828 A 。
10.已知某正弦交流电流在t=0时,瞬时值为0.5 A ,电流初相位为300,则这个电流的有效值为 7.07A 。
11.电容器和电阻器都是构成电路的基本元件,但它们在电路中所起的作用却是不同的,从能量上来看,电容器是一种 储能 元件,而电阻器则是 耗能 元件。
12.当R=2欧的电阻通入交流电,已知交流电流的表达式为i =4sin(314t-450)A ,则电阻上消耗的功率是16W 。
13.在纯电感交流电路中,电感两端的电压 超前 电流2π,在纯电容电路中,电容两端的电压 滞后 电流2π。
14.纯电感交流电路中,电感两端电压为u =2sin(100πt+6π)V ,L =10 mH ,瞬时功率最大值为 0.318 var ,一个周期内的平均功率为 0 W 。
第5章 相对论习题5-1 观察者A 测得与他相对静止的XOY 平面上一个圆的面积是12cm 2,另一观察者B 相对A 以0.8C(C 为真空中光速)平行于XOY 平面作匀速直线运动,B 测得这一图形为一椭圆,面积是多少(椭圆面积S=πab ,a 、b 为长短半轴).5-2 一宇宙飞船固有长度,m 900=L 相对地面以v=0.8c 匀速度在一观测站上空飞过,则观测站测得飞船船身通过观测站时间间隔是多少?宇航员测得船身通过观测站的时间隔是多少?解:设地面为S 系,飞船为S ′系,则观测站测飞船长度为2201c L L υ-=.所以,观测站时间间隔是s 1025.28.018.090172220-⨯=-=-==cc L Lt υυυ∆ 宇航员在S ′系测得船身通过的时间是00τυ=='L t ∆,宇航员观察S 系中的钟是以-v 在运动,所以宇航员测得船身通过观测站的时间隔是s 1025.217220-⨯=-==cL t υυγτ∆5-3 半人马星座α星是太阳系最近的恒星,它距地球为 m 。
设有一宇宙飞船,以v =0.999c 的速度飞行,飞船往返一次需多少时间?如以飞船上的时钟计算,往返一次的时间又为多少?解:在地面上观测飞船往返一次的时间为s 1087.2999.0103.42816⨯=⨯⨯=ct ∆;16103.4⨯在飞船上观测距离缩短,测得时间为s 1028.1999.0999.01103.47216⨯=-⨯='ct ∆;或运动的钟测得s 1028.1999.01999.0103.47216⨯=-⨯='ct ∆.5-4 观测者甲和乙分别静止于两个惯性参照系K 和K ′中,甲测得在同一地点发生的两个事件的时间间隔为4S,而乙测得这两个事件的时间间隔为5S,求:(1) K ′相对于K 的运动速度;(2) 乙测得这两个事件发生的地点的距离.解:(1)设两事件的时空坐标见下表事件1 事件2 K 系 ),(11t x ),(21t x K ′系),(11t x '' ),(22t x '' 由洛伦兹变换)/(2c x t t υγ-='得222/1/)/(c t c x t t υυγ-=-='∆∆∆∆解上式得 c c t t c 6.0)54(1)(122=-='-=∆∆υ. (2)由洛伦兹变换)/(2c x t t '+'=υγ得)/(2c x t t '+'=∆∆∆υγ解之得 m 109105)56.014()(882212⨯-=⨯⨯--='-='-'='υγc t tx x x ∆∆∆5-5 惯性系S ′相对另一惯性系S 沿x 轴作匀速直线运动,取两坐标原点重合时刻作为计时起点.在S 系中测得两事件的时空坐标分别为x 1=6×104m,t 1=2×10-4s ,以及x 2=12×104m, t 2=1×10-4s .已知在S ′系中测得该两事件同时发生.试问:(1)S ′系相对S 系的速度是多少? (2)S '系中测得的两事件的空间间隔是多少?解:(1)由洛伦兹变换)/(2c x t t υγ-='得0)/(2=-='c x t t ∆∆∆υγ解之得 m/s 105.110310610)1(10388448⨯-=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯==-c x t c ∆∆υ (2)由)(t x x '+'=υγ得x t x x '='+'=∆∆∆∆γυγ)(所以 m 102.55.01106/)(424⨯=-⨯=='+'='γυγx t x x ∆∆∆∆5-6 长度01m =l 的米尺静止于S ′系中,与x '轴的夹角o 30'=θ,S ′系相对S 系沿x 轴运动,在S 系中观测者测得米尺与x 轴夹角为o45=θ. 试求:(1)S ′系和S 系的相对运动速度.(2)S 系中测得的米尺长度.解:(1)由教材p152例题5.3有θγθ'=tan tan 得 c c 816.0)tan tan (12='-=θθυ (2)在x 方向尺会缩短,即m 5.0tan tan cos tan tan 0=''=''='=θθθθθγl x x x ;y 方向没运动,长度不变,即m 5.0sin 0='='=θl y y 。
第五章习题参考答案一、填空题1、MCS-51有5个中断源,2个中断优先级,优先级由软件填写特殊功能寄存器 IP 加以选择。
2、外中断请求标志位是 IE0 和 IE1 。
3、 RETI 指令以及任何访问 IE 和 IP 寄存器的指令执行过后,CPU不能马上响应中断。
4、8051单片机响应中断后,产生长调用指令LCALL,执行该指令的过程包括:首先把 PC的内容压入堆栈,以进行断点保护,然后把长调用指令的16位地址送 PC ,使程序执行转向程序存储器中的中断地址区。
二、选择题:1、在中断服务程序中,至少应有一条( D )。
A、传送指令B、转移指令C、加法指令D、中断返回指令2、要使MCS-51能够响应定时器T1中断,串行接口中断,它的中断允许寄存器IE的内容应是( A )。
A、 98HB、 84HC、 42HD、 22H3、MCS-51响应中断时,下列哪种操作不会发生( A )A、保护现场B、保护PCC、找到中断入口D、保护PC转入中断入口4、MCS-51中断源有( A )A、 5个B、 2个C、 3个D、6个5、计算机在使用中断方式与外界交换信息时,保护现场的工作应该是( C )A、由CPU自动完成B、在中断响应中完成C、应由中断服务程序完成D、在主程序中完成6、MCS-51的中断允许触发器内容为83H,CPU将响应的中断请求是( D )。
A、 INT0,INT1B、 T0,T1C、 T1,串行接口D、 INT0,T07、若MCS-51中断源都编程为同级,当它们同时申请中断时,CPU首先响应( B )。
A、 INT1B、 INT0C、 T1D、T08、当CPU响应串行接口中断时,程序应转到( C )。
A、 0003HB、 0013HC、 0023HD、 0033H9、执行MOV IE,#03H后,MCS-51将响应的中断是( D )。
A、 1个B、 2个C、 3个D、0个10、外部中断1固定对应的中断入口地址为( C )。
5.10 假设对指令Cache 的访问占全部访问的75%;而对数据Cache 的访问占全部访问的25%。
Cache 的命中时间为1个时钟周期,失效开销为50 个时钟周期,在混合Cache 中一次load 或store 操作访问Cache 的命中时间都要增加一个时钟周期,32KB 的指令Cache 的失效率为0.39%,32KB 的数据Cache 的失效率为4.82%,64KB 的混合Cache 的失效率为1.35%。
又假设采用写直达策略,且有一个写缓冲器,并且忽略写缓冲器引起的等待。
试问指令Cache 和数据Cache 容量均为32KB 的分离Cache 和容量为64KB 的混合Cache 相比,哪种Cache 的失效率更低?两种情况下平均访存时间各是多少?解:(1)根据题意,约75%的访存为取指令。
因此,分离Cache 的总体失效率为:(75%×0.15%)+(25%×3.77%)=1.055%;容量为128KB 的混合Cache 的失效率略低一些,只有0.95%。
(2)平均访存时间公式可以分为指令访问和数据访问两部分:平均访存时间=指令所占的百分比×(读命中时间+读失效率×失效开销)+ 数据所占的百分比×(数据命中时间+数据失效率×失效开销)所以,两种结构的平均访存时间分别为:分离Cache 的平均访存时间=75%×(1+0.15%×50)+25%×(1+3.77%×50)=(75%×1.075)+(25%×2.885)=1.5275混合Cache 的平均访存时间=75%×(1+0.95%×50)+25%×(1+1+0.95%×50)=(75%×1.475)+(25%×2.475)=1.725因此,尽管分离Cache 的实际失效率比混合Cache 的高,但其平均访存时间反而较低。
第五章 汇编语言程序设计1、画图说明下列语句所分配的存储器空间及初始化的数据值。
难度:2(1) BYTE_VAR DB ‘BYTE’,12,-12H ,3 DUP(0,2 DUP(1,2),7) (2) WORD_VAR DW 3 DUP(0,1,2),7,-5,’BY’,’TE’,256H 答:(1) (2)07H BYTE_V AR 42H WORD_V AR 00H 00H 59H 00H FBH 54H 01H FFH 45H 00H 59H 0CH 02H 42H EEH 00H 45H 00H 00H 54H 01H 00H 56H 02H 01H 02H 01H 00H 02H 02H 07H 00H 00H 00H 01H 00H 02H 01H 01H 00H 02H 02H 07H 00H 00H 00H 01H 00H 02H 01H 01H 00H 02H 02H07H00H2、假设程序中的数据定义如下: PARTNO DW ?PNAME DB 16 DUP(?) COUNT DD ? PLENTH EQU $- PARTNO 问:PLENTH 的值为多少?他表示什么意义? 答:PLENTH 的值为22,它表示当前已分配单元空间。
《微型计算机原理》第5章习题与解答3、有符号定义语句如下:难度:2BUF DB 1,2,3,’123’EBUF DB 0L EQU EBUF-BUF问:L的值是多少?答:L的值为6;4、假设成序中的数据定义如下:难度:2LNAME DB 30 DUP(?)ADDRESS DB 30 DUP(?)CITY DB 15 DUP(?)CODE_LIST DB 1,7,8,3,2(1)用一条MOV指令将LNAME的偏移地址存入BX。
(2)用一条指令将CODE_LIST的头两个字节的内容放入SI。
(3)写一条伪指令定义符使CODE_LENGTH的值等于 CODE_LIST域的实际长度。
第五章 受弯构件正截面承载力计算《建筑结构》第五章习题:共用条件:一类环境使用,结构安全等级为二级。
5-25 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸200mm ×500mm ,弯矩设计值M=120kN ·M 。
混凝土强度等级C25,试计算其纵向受力钢筋截面面积:①当选用HPB235级钢筋时;②改用HRB400级钢筋时;最后画出相应配筋截面图。
解:依题意查得参数:γ0=1,fc=mm 2,ft=mm 2,c=25mm ,○1fy=210N/mm 2,ξb =;a s =65mm 。
h 0=500-65=435mm 先按单筋矩形截面计算,266.04352009.111012026201=⨯⨯⨯==bh f M c s αα 614.032.0266.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξAs=M/[fyh 0(ξ)]=,选520,As=1571mm 2>min =fy=××200×500*210=272mm 2>=×200×500=200mm 2,○2 fy=360N/mm 2,ξb =;a s =40mm ,h 0=500-40=460mm 先按单筋矩形截面计算,238.04602009.111012026201=⨯⨯⨯==bh f M c s αα 517.028.0238.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξAs=M/[fyh 0(ξ)]=120×106/[360×460×(×)]=,选3#20,As=941mm 2,或4#18,As=1018mm 2>min =272 mm 2○1 ○25-26 某大楼中间走廊单跨简支板,计算跨度,承受均布荷载设计值g +q=6kN/m 2(包括自重),混凝土强度等级C20,HPB235级钢筋。
试确定现浇板厚度h 及所需受拉钢筋截面面积,选配钢筋,并画配筋图。
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。
物理地址空间也是从零号地址码开始的。
在多道程序环境下,程序逻辑地址空间和内存物理地址空间是不一致的。
用户程序的逻辑地址可以是一维线性或多维线性,而内存中的每一个存储单元都有相应的内存地址相对应,属于一维线性地址。
在将用户程序部分或全部地装入内存空间时,要实现逻辑地址到物理地址的映射。
(4) 地址重定位,静态地址重定位和动态地址重定位有什么区别?解:地址重定位指从逻辑地址到物理地址的映射过程,也称为地址映射。
静态地址重定位是指在用户程序执行之前完成地址映射工作,即把程序的逻辑地址都转换为实际的内存物理地址。
静态地址重定位的地址变换只是在装入时一次完成,而在程序运行期间不再变化。
动态地址重定位是指在程序执行过程中,CPU在访问内存之前,将要访问的程序或数据地址转换为内存地址。
(5) 什么是内部碎片和外部碎片?。
解:在一个分区内部出现的碎片(即被浪费的空间)称作内部碎片,如固定分区法就会产生内部碎片;在所有分区之外新增的碎片称作外部碎片,如在动态分区法实施过程中出现的越来越多的小空闲块就是外部碎片,由于它们太小,无法装入一个进程,因而被浪费掉。
(6) 什么是分页和分段存储技术,两者有何区别?解:在分页系统中,系统会把用户程序的地址空间划分成若干个大小相等的区域,每个区域称作一个页面或页。
每个页都有一个编号,叫做页号。
页号一般从0开始,如0,1,2,…,等。
类似地,也把内存空间划分成若干和页大小相同的物理块,这些物理块叫“帧”(frame)或内存块。
同样,每个物理块也有一个编号,块号也是从0开始依次顺序排列。
系统为进程分配内存时,以块为单位将进程中的若干页分别装入多个可以不相邻接的块中。
在分段存储管理方式中,程序按内容或过程(函数)关系划分为若干个段,每个段定义一组逻辑信息,都有自己的名字。
一个用户作业所包含的段对应于一个二维线性虚拟空间,也就是一个二维虚拟存储器。
段式管理程序以段为单位进行内存分配,然后通过地址映射机构把段式虚拟地址转换为实际的内存物理地址。
分段和分页有许多相似之处,比如,二者在内存中都采用离散分配方式,而不是整体连续分配方式,而且都要通过地址映射机构来实现地址转换。
但二者在概念上却完全不同,具体表现在下述三个方面:1.页是信息的物理单位,而段是信息的逻辑单位。
分页是为了实现离散分配,减少内存碎片,提高内存利用率。
或者说,分页是由于系统管理的需要,而不是用户的需要。
段则是信息的逻辑单位,它含有一组意义相对完整的信息。
段的长度不是固定的,取决于用户所编写的程序。
分段的目的是为了能更好地满足用户的需要,更方便用户编程,更好地实现信息共享和保护。
2.页的大小由系统确定,由系统把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分,整个系统只能有一种大小的页面;而段的长度却不固定,它取决于用户的程序。
通常由编译程序在对源码进行编译时,根据程序的性质来划分。
3.分页的进程地址空间是一维的,即单一的线性空间;而分段的进程地址空间是二维的,由段号和段内地址两部分组成。
(7) 什么是虚拟存储器?列举采用虚拟存储器的必要性和可能性。
解:虚拟存储器是指在具有层次结构存储器的计算机系统中,具有请求调入和交换功能,为用户提供一个比实际物理内存容量大得多的可寻址的一种存储器系统,它能从逻辑上对内存容量进行扩充。
采用虚拟存储器的必要性:传统存储管理方式要求将作业全部装入内存之后才能运行,这一特征导致大作业和多个作业要求运行时系统无法满足;另外,传统存储管理方式具有驻留性,即作业装入内存直到运行结束,便一直驻留在内存中。
尽管进程在运行中会因I/O等原因而长期处于阻塞状态,或有的程序模块在运行过一次后就不再需要,但它们都仍将继续占用宝贵的内存资源。
采用虚拟存储器的可能性:根据程序的局部性定理,应用程序在执行之前,没有必要全部装入内存,而只需要将那些当前要运行的部分页或段先装入内存即可运行,其余部分可以仍然留在外存。
程序在执行时,如果它所访问的页(段)已经调入内存,便可继续执行下去。
但如果程序所要访问的页(段)不在内存中(称为缺页或缺段),此时程序可以利用操作系统提供的请求调页(段)功能,将它们调入内存,以便程序能够继续执行下去。
如果内存已满,无法装入新调入的页(段),则必须利用一定的页(段)置换功能,将内存中暂时不用的页(段)换到外存中,以腾出足够的空间来存放新调入的页(段),从而保证程序的顺利执行。
这样,一个大的程序就可以在较小的内存空间中执行。
从用户的角度来看,该系统所具有的内存容量比实际内存容量大了很多。
但实际上,用户所看到的大容量存储器是不存在的,只是虚拟的,故把这样的存储器称为虚拟存储器。
(8) 一个计算机系统的虚拟存储器,其最大容量和实际容量分别由什么决定?解:虚拟存储器的最大容量由主存和辅存的容量之和确定。
虚拟存储器的实际容量由指令中表示地址的字长决定,也就是计算机的地址结构决定的。
(9) 描述下列算法:①首次适应;②最佳适应;③最差适应解:最先适应算法又称首次适应算法,该算法要求空闲分区表或空闲分区链按起始地址递增的次序排列。
在进行内存分配时,从空闲分区表(链)首开始顺序查找,一旦找到大于或等于所要求内存长度的分区,则结束查找。
然后,该算法从该分区中划出所要求的内存长度分配给请求者,余下的空闲分区仍留在空闲分区表(链)中,同时修改其相应的表(链)项。
最佳适应算法要求空闲分区按容量大小递增的次序排列。
当用户作业申请一个空闲区时,存储管理程序从空闲分区表(链)首开始顺序查找,当找到第一个满足要求的空闲区时,停止查找。
按这种方式为作业分配内存,就能把既满足作业要求又与作业大小最接近的空闲分区分配给作业。
如果空闲分区大于作业的大小,则与最先适应算法相同,将减去作业请求长度后的剩余空闲区仍然留在空闲分区表(链)中。
最坏适应算法要求空闲分区按其大小递减的顺序组成空闲分区表(链)。
当用户作业申请一个空闲区时,先检查空闲分区表(链)的第一个空闲分区的大小是否大于或等于所要求的内存长度,若空闲分区表(链)的第一项长度小于所要求的大小,则分配失败,否则从该空闲分区中划出与作业大小相等的一块内存空间分配给作业,余下的空闲分区仍然留在空闲分区表(链)中。
(10) 如果内存划分为100KB、500KB、200 KB、300 KB和600 KB(按顺序),那么,首次适应、最佳适应和最差适应算法各自将如何放置大小分别为215 KB、414 KB、110 KB和430 KB(按顺序)的进程,哪一种算法的内存利用率高?解:见下图,在首次适应和最差适应算法中,最后430KB没有空间分配。
由图可知,最佳适应算法的内存利用率高。
(11) 某操作系统采用分区存储管理技术。
操作系统占用了低地址端的100KB的空间,用户区从100KB处开始共占用512KB,初始时,用户区全部空闲,分配时截取空闲区的低地址部分作为一个分配区。
在执行了如下的申请、释放操作序列后:作业1申请300KB、作业2申请100KB、作业1释放300KB、作业3申请150KB、作业4申请50KB、作业5申请90KB。
①分别画出采用首次适应算法、最佳适应算法进行内存分配后的内存分配图和空闲区队列;②若随后又申请80KB,针对上述两种情况会产生什么后果?解:采用首次适应算法、最佳适应算法进行内存分配后的内存分配图和空闲区队列图如下所示。
若随后又申请80KB,只有采用首次适应算法的内存分配还有空间可以分配,分配图如下:(12) 假设一个有8个1024字节页面的逻辑地址空间,映射到一个有32帧的物理内存:①逻辑地址有多少位?②物理地址有多少位?解:逻辑地址有13位;物理地址有15位。
(13) 某虚拟内存的用户编程空间共32页,每页的大小为1 KB,内存为16 KB,假设某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分配的物理块为5、10、4、7,而该用户作业的长度为6页,试将16进制的虚拟地址0A5C、093C、1A5C转换成物理地址。
解:1.虚拟地址为0A5C,对应的二进制数为:0000 1010 0101 1100。
其中,页内偏移量占10位地址码,为25C。
页号占6位地址码,为2号页。
因第2页存储在4号块中,其基地址为:0001 0000 0000 0000,即十六进制的1000H。
这样,其物理地址为十六进制的125C。
2.虚拟地址为093C,对应的二进制数为:0000 1001 0011 1100。
其中,页内偏移量占10位地址码,为13C。
页号占6位地址码,为2号页。
因第2页存储在4号块中,其基地址为:0001 0000 0000 0000,即十六进制的1000H。
这样,其物理地址为十六进制的113C。
3.虚拟地址为1A5C,对应的二进制数为:0001 1010 0101 1100。