操作系统原理-第五章 存储管理习题

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。

操作系统习题答案1. 内存管理题目答案：a) 单道批处理系统中，内存分为两个区域：用户区和系统区。

用户区用于存放用户程序，系统区则用于存放操作系统和其他系统数据。

用户程序在运行时，需要从外存中加载到用户区，并在执行完毕后释放内存，以便其他程序使用。

b) 多道批处理系统中，内存被划分为多个分区，每个分区可容纳一个程序。

这样可以同时将多个程序加载到内存中，提高系统的吞吐量。

常见的内存分配算法有：首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法等。

c) 页式存储管理是将进程的地址空间分为固定大小的页，内存以页为单位进行分配。

外存也被划分为相同大小的页。

优点是简化了内存管理，提高了内存利用率。

缺点是访问内存时需要进行页表查找，增加了额外的开销。

d) 段式存储管理是将进程的地址空间分为多个不同长度的段，每个段包含一类相关的信息。

段的长度是可变的，适应不同的程序需求。

优点是更好地满足了程序的灵活性和可扩展性需求。

缺点是内存碎片问题。

2. 进程调度题目答案：a) 先来先服务（FCFS）调度算法是按照作业提交的先后顺序进行调度的。

优点是简单易实现，避免了饥饿现象。

缺点是平均等待时间较长，不适合长作业的情况。

b) 最短作业优先（SJF）调度算法是按照作业的执行时间进行调度的，执行时间越短的作业优先级越高。

优点是平均等待时间最短，适合短作业的情况。

缺点是对长作业不公平，可能导致饥饿现象。

c) 时间片轮转调度算法是将CPU的执行时间划分为固定大小的时间片，每个进程在一个时间片内运行。

如果一个进程没有执行完，就会被放回就绪队列的尾部，等待下一次调度。

优点是公平性强，适合交互式作业。

缺点是对长作业不公平，可能导致上下文切换开销过大。

d) 多级反馈队列（MFQ）调度算法是将进程划分为多个队列，每个队列有不同的优先级。

每个队列采用不同的调度算法，如FCFS或时间片轮转算法。

优点是兼顾了短作业和交互式作业的需求，比较公平。

缺点是算法复杂度较高。

第五章存储管理课外作业及答案1.在一页式存储管理系统中，内存被划分为32块，页面大小为l024字节，某作业的页表如下图所示。

状态位：1试问：（1）逻辑地址应占多少位？（2）物理地址应占多少位？（3）将逻辑地址998D，6351Q，98DH转化为相应的物理地址。

解：（10分）（1）逻辑地址应占12位。

（2分）（2）物理地址应占15位。

（2分）（3）998D：物理地址=5*1024+998=6118D（17E6H）（2分）6351Q：因为页号p=3，该页面不在内存中，所以产生缺页中断（2分）98DH：物理地址为2D8DH（或11661D）（2分）2．在一个采用分页式虚拟存储管理的系统中，有一用户作业，它依次要访问的字地址序列是：115，228，120，88，446，102，321，432，260，167。

若分配给作业可使用的主存空间共300个字，作业的页面大小为100个字，且第0页已经装入主存，请回答下列问题：(1)按FIFO页面调度算法将产生多少次缺页中断？写出依次淘汰的页号。

(2)按LRU页面调度算法将产生多少次缺页中断？写出依次淘汰的页号。

解：由于作业的页面大小为100个字，因而主存块的大小也为100个字。

现该作业可使用的主存空间共300个字，即共可使用三个主存块。

根据作业依次要访问的字地址，可以得到作业将依次访问的页如下：根据作业依次要访问的字地址序列可以知道作业应访问的页面顺序为：1、2、1、0、4、1、3、4、2、1。

（2分）现只有第0页在主存中，但尚有两块主存空间可供使用。

因而，作业在进行前两次访问时均会产生缺页中断，但不必淘汰已在主存中的页面。

目前主存中有第0、1、2三个页面。

(1)按FIFO页面调度算法将在后继的第五、七、十次访问时再产生三次缺页中断。

因而，共产生五次缺页中断，（2分）依次淘汰的页号为：0、1、2。

（2分）(2)按LRU页面调度算法将在后继的第五、七、九、十次访问时再产生四次缺页中断。

1.（d ）存储管理方式能够实现虚拟存储管理。

A．固定分区B．可变分区C．单连续D．段式2.采用（c ）的系统支持“程序移动”。

A．覆盖技术B．存储技术C．动态重定位D．静态重定位1．（√）在动态段式存储管理中，如果建立快表，则快表是段表的一部分。

2．（√）产生页面中断的主要原因是欲访问的页不在主存。

在页式存储管理中，逻辑地址是二维的。

在段式存储管理中，逻辑地址是线性的。

（错）．抖动：在动态页式存储管理中如何选择调出的页面是很重要的，如果采用了一个不合适的算法，就会出现这样的现象：刚被调出的页面又立即要用，因而又要把它重新装入，而装入不久又被选中调出，调出不久又被重新装入，如此反复，使调度非常频繁。

这种现象称为“抖动”。

1．(6分题)何谓“抖动”？引起抖动的原因主要有哪些？刚被调出的页面又立即要用，因而又要把它重新装入，而装入不久又被选中调出，调出不久又被重新装入，如此反复，使调度非常频繁。

这种现象称为“抖动”，或称为“颠簸”。

原因：没有考虑动态性。

1．Belady现象：Belady现象是在未给作业分配满足它所需要的主存块数时，出现当分配的块数增多时，缺页次数反而增多的现象。

2．简述段式管理方法的基本思想，并说明分配、回收、地址转换、内存扩充、共享和保护是如何的实现。

答：段式管理方法的基本思想是组成作业或进程逻辑段放在内存中的一块连续区域，不同逻辑段所在的区域可以不连续。

段式存储管理提供给用户编程时使用的逻辑地址由两部分组成：段号和段内地址。

段式存储管理中逻辑地址是二维的。

段式存储管理分为静态和动态两种，现以静态段式存储管理为例说明分配、回收、地址转换、内存扩充、共享和保护是如何的实现。

静态段式管理方法的分配是对作业或进程中的每个逻辑段在空闲区表中找到满足要求的内存空间进行分配，分配可采用最先适应、最坏适应、和最佳适用中的一种方法进行,并在分配表中记录，建立对应的段表。

回收方式是根据段表找到应回收的内存区域，在空闲表中进行记录（其中存在空闲区的合并问题），并修改内存分配表。

第五章 内存管理(3)一、单项选择题1．虚拟存储技术是 。

A ．补充内存物理空问的技术B ．补充相对地址空间的技术C ．扩充外存空问的技术D ．扩充输入输出缓冲区的技术 2．以下不属于虚拟内存特征的是 。

A ．一次性B ．多次性C ．对换性D ．离散性 3．虚拟内存的基础是 。

A ．局部性理论B ．代码的顺序执行C ．变量的连续访问D ．指令局部性4．实施虚拟存储器管理的依据是程序的 。

A ．局部性原 B ．动态性原理 C ．并发性原 D ．一致性原理5．实现虚拟内存最主要的技术是 。

A ．整体覆盖 B ．整体对换 C ．部分对换 D ．多道程序设计6．虚拟存储器是 。

A ．可以容纳总和超过主存容量的多个作业同时运行的一个地址空间B ．可提高计算机运算速度的设备C ．容量扩大了的主存D ．实际上不存在的存储器7．若处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为 字节。

A ．2GB B ．4GB C ．100KB D ．640KB8．设主存容量为1MB ，外存容量为400MB ，计算机系统的地址寄存器有24位，那么虚存的最大容量是 。

A ．1MB B ．401MBC ．1MB+242 B D ．242 B9．在一个计算机系统中，其虚拟存储器的最大容量是由 E 确定的，其实际容量是由 D 确定的。

A ．计算机字长B ．内存容量C ．硬盘容量D ．内存和硬盘容量之和E ．计算机的地址结构10．以时间换空间的技术是 。

A ．分时技术B ．虚拟技术C ．并发技术D ．缓冲技术 11．有关虚拟存储器的叙述中正确的是——。

A ．要求作业运行前，必须全部装入内存，且在运行中必须常驻内存B ．要求作业运行前，不必全部装入内存，且在运行中不必常驻内存C ．要求作业运行前，不必全部装入内存，但在运行中必须常驻内存D ．要求作业运行前，必须全部装入内存，且在运行中不必常驻内存 12．在请求分页系统中，分页是由 实现的。

1．下面的 B 不是文件的存储结构。

A．索引文件 B．记录式文件C．串联文件 D．连续文件2．有一磁盘，共有10个柱面，每个柱面20个磁道，每个盘面分成16个扇区。

采用位示图对其存储空间进行管理。

如果字长是16个二进制位，那么位示图共需 A 字。

A．200 B．128 C．256 D．1003．操作系统为每一个文件开辟一个存储区，在它的里面记录着该文件的有关信息。

这就是所谓的 B 。

A．进程控制块 B．文件控制块C．设备控制块 D．作业控制块4．文件控制块的英文缩写符号是 C 。

A．PCB B．DCB C．FCB D．JCB5．一个文件的绝对路径名总是以 C 打头。

A．磁盘名 B．字符串 C．分隔符 D．文件名6．一个文件的绝对路径名是从B 开始，逐步沿着每一级子目录向下，最后到达指定文件的整个通路上所有子目录名组成的一个字符串。

A．当前目录 B．根目录C．多级目录 D．二级目录7．从用户的角度看，引入文件系统的主要目的是 D 。

A．实现虚拟存储 B．保存用户和系统文档C．保存系统文档 D．实现对文件的按名存取8．按文件的逻辑结构划分，文件主要有两类： A 。

A．流式文件和记录式文件 B．索引文件和随机文件C．永久文件和临时文件 D．只读文件和读写文件9．位示图用于 B 。

A．文件目录的查找 B．磁盘空间的管理C．主存空间的共享 D．文件的保护和保密10．用户可以通过调用 C 文件操作，来归还文件的使用权。

A．建立 B．打开 C．关闭 D．删除三、问答1．试说出MS-DOS或Windows对文件名的命名规则。

举几个例子，说明哪个文件名起得是对的，哪个文件名起得是不符合命名规则的。

答：例如MS-DOS，它的文件名由两部分组成：文件名和扩展名。

文件名由1～8个字符组成；在文件名的后面，可以跟随扩展名（可选）。

扩展名总是以一个点开始，然后是1～3个字符。

组成文件名和扩展名的字符可以如下。

英文字母：A～Z，a～z，共52个（不区分大小写）。

1.常规存储器管理方式具有哪两大特征？它对系统性能有何影响？特点：一次性和驻留性。

影响：一次性及驻留性特征使得许多在程序中不用或暂时不用的程序（数据）占据了大量的内存空间，而一些需要运行的作业又无法装入运行，显然，这是在浪费宝贵的内存资源。

2.什么是程序运行时的时间局限性和空间局限性？时间局限性：如果程序中的某条指令被执行，则不久之后该指令可能再次执行；如果某数据被访问过，则不久以后该数据可能再次被访问。

产生时间局限性的典型原因是在程序中存在着大量的循环操作。

空间局限性：一旦程序访问了某个存储单元，在不久之后，其附近的存储单元也将被访问，即程序在一段时间内所访问的地址可能集中在一定的范围之内，其典型情况便是程序的顺序执行。

3.虚拟存储器有哪些特征？其中最本质的特征是什么？多次性、对换性、虚拟性。

最基本特征是虚拟性。

4.实现虚拟存储器需要哪些硬件支持？分页请求系统：请求分页的页表机制、缺页中断机构、地址变换机构。

请求分段系统：请求分段的段表机制、缺段中断机构、地址变换机构。

5.实现虚拟存储器需要哪几个关键技术？（1）在分页请求系统中是在分页的基础上，增加了请求调页功能和页面置换功能所形成的页式虚拟存储系统。

允许只装入少数页面的程序（及数据），便启动运行。

（2）在请求分段系统中是在分段系统的基础上，增加了请求调段及分段置换功能后形成的段式虚拟存储系统。

允许只装入少数段（而非所有段）的用户程序和数据，即可启动运行。

6.在请求分页系统中，页表应包括哪些数据项？每项的作用是什么？（1）状态位（存在位）P：它用于指示该页是否已调入内存，供程序访问时参考。

（2）访问字段A：用于记录本页在一段时间内被访问的次数，或记录本页最近已有多长时间未被访问，提供给置换算法（程序）在选择换出页面时参考。

（3）修改位M：标识该页再调入内存后是否被修改过。

（4）外存地址：用于指出该页在外存上的地址，通常是物理块号，供调入该页时参考。

A T V弟五早一、问答题1、简述页式虚拟存储管理的基本原理。

2、交换扩充了内存，因此，交换也实现了虚拟存储器。

这句话对吗？不对。

交换是把各个进程完整地调入内存，运行一段时间，再放回磁盘上。

虚拟存储器是使进程在只有一部分在内存的情况下也能运行。

交换是把整个进程换入换出主存。

而虚拟存储器的基本思想是程序的大小可以超过物理内存的大小，操作系统把程序的一部分调入主存来运行，而把其他部分保留在磁盘上。

故交换并未实现虚拟存储器。

3、简述虚拟存储器的实现原理。

4、简述快表的作用。

5、什么是紧凑？什么时候紧凑？6、比较存储管理中的连续分配和离散分配方式。

7、当系统中的地址空间非常大时（例如32位）,会给页表的设计带来什么问题?请给出一个方案并分析其优缺点。

答：会导致页表过长从而很难找到一块连续的存储空间存放页表，此外如果页表中的行不连续也会加大访问页表的查找时间。

可以用多级页表解决这个问题，将页表分页，离散地存储在不同区域，同时建立另一张页表映射原来页表的每一页。

优点是不需要大块的连续空间，但并没有减少页表的空间，同时也增加了访存次数。

8、缺页中断和一般中断有什么区别？9、简述分页存储管理的基本思想和页表的作用。

10、交换扩充了内存，因此，交换也实现了虚拟存储器。

这句话对吗？11、叙述简单Clock置换算法的实现方案。

12、解释静态重定位与动态重定位。

13、什么叫紧凑，什么时候紧凑？14、为了实现虚拟页式存储管理，页表应该包含哪些内容？15、页和段有哪些区别？16、覆盖技术和交换技术的特点是什么？17、简述分页和分段的区别。

18、什么是紧凑？什么时候紧凑？19、简述虚拟存储器的定义。

20、简述分页和分段的区别21什么叫可重入代码？22、局部性原理可以体现在哪两个方面，其具体含义是什么？23、分页和分段的主要区别是什么？二、计算题1、现有一分页虚拟存取管理系统，其页表保存在寄存器中。

若有一个可用的空页或被替换的页未被修改，则它处理一个缺页中断需要8ms。

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( )。

第五章存储管理课外作业及答案1.在一页式存储管理系统中，内存被划分为32块，页面大小为l024字节，某作业的页表如下图所示。

状态位：1表示在内存，0页号块号状态0 5 11 20 12 11 13 —0试问：（1）逻辑地址应占多少位？（2）物理地址应占多少位？（3）将逻辑地址998D，6351Q，98DH转化为相应的物理地址。

解：（1）逻辑地址应占12位。

（2）物理地址应占15位。

（3）998D：物理地址=5*1024+998=6118D（17E6H）6351Q：因为页号p=3，该页面不在内存中，所以产生缺页中断98DH：物理地址为2D8DH（或11661D）2．在一个采用请求分页存储管理的系统中，有一用户作业，它依次要访问的页序列是：2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2。

若分配给作业可使用的主存空间共3个物理块，请回答下列问题：(1)按OPT页面调度算法将产生多少次缺页中断？写出依次淘汰的页号。

(2)按FIFO页面调度算法将产生多少次缺页中断？写出依次淘汰的页号。

(3)按LRU页面调度算法将产生多少次缺页中断？写出依次淘汰的页号。

(4)按CLOCK页面调度算法将产生多少次缺页中断？写出依次淘汰的页号。

解：(1)OPT：6次缺页中断，依次淘汰的页号：1，2，4(2)FIFO：9次缺页中断，依次淘汰的页号：2，3，1，5，2，4(3)LRU：7次缺页中断，依次淘汰的页号：3，1，2，4(4)CLOCK：8次缺页中断，依次淘汰的页号：2，3，1，5，43. 请求分页管理系统中，假设某进程的页表内容如表所示：页号页框号有效位（存在位）0 101H 11 -- 02 254H 1页面大小为4KB，一次内存的访问时间是100ns，一次快表（TLB）的访问时间是10ns，处理一次缺页的平均时间为108ns（已经包含更新TLB和页表的时间），进程的驻留集大小固定为2，采用最近最少使用置换算法（LRU）和局部淘汰策略。

操作系统第五章习题第五章⼀、填空1．将作业相对地址空间的相对地址转换成内存中的绝对地址的过程称为地址重定。

2．使⽤覆盖与对换技术的主要⽬的是（扩充内存）。

3．地址重定位可分为（静态地址重定位）和（动态地址重定位）两种。

4．在分页式存储管理的页表⾥，主要应该包含（页号）和（页⾯号）两个信息。

5．静态重定位在程序（装⼊内存）时进⾏，动态重定位在程序（执⾏）时进⾏。

6．在分页式存储管理中，如果页⾯置换算法选择不当，则会使系统出现（抖动）现象。

7．在请求分页式存储管理中采⽤先进先出（FIFO ）页⾯淘汰算法时，增加分配给作业的块数时，（缺页中断）的次数有可能会增加。

8．在请求分页式存储管理中，页⾯淘汰是由于（）引起的，页⾯的置换算法常⽤的是（）和（）。

9．分区管理中采⽤“⾸次适应算法”时，应将空闲区按（地址递增）次序登记在空闲区表中。

10、内存信息保护⽅法有、、。

11、段页式存储管理中，作业的地址空间是维的。

⼆、选择1．虚拟存储器的最⼤容量是由 B 决定的。

A ．内、外存容量之和B ．计算机系统的地址结构C ．作业的相对地址空间D ．作业的绝对地址空间2．采⽤先进先出页⾯淘汰算法的系统中，⼀进程在内存占3块（开始为空），页⾯访问序列为1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5、6。

运⾏时会产⽣次缺页中断。

A ．7B ．8C ．9D 101 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5 6页⾯⾛向→ 3个内存块→缺页计数→3．系统出现“抖动”现象的主要原因是由于引起的。

A 置换算法选择不当B ．交换的信息量太⼤C ．内存容量不⾜D ．采⽤页式存储管理策略4．实现虚拟存储器的⽬的是。

A ．进⾏存储保护B ．允许程序浮动C ．允许程序移动D 扩充主存容量5．在实⾏分页式存储管理系统中，分页是由完成的。

A ．程序员B ．⽤户C ．操作员D 系统6．采⽤静态重定位⽅式装⼊的作业，在作业执⾏过程中（）进⾏地址转换。

第5章习题答案3、可变分区管理方式下，采用移动技术有什么优点移动一道作业时操作系统要做哪些工作答:消除外部碎片.经过一段时间的分配回收后,会产生很多碎片,这些碎片都很小,不足以满足程序分配重内存的要求,但总和可以满足程序的分配要求.通过移动技术,在适当的时候,在内存中移动程序,把所有空闲碎片合并成一个连续的大空闲空间放在内存一端,就可以满足分配的要求移动一道作业时，操作系统需要修改被移动进程的地址信息，还要复制进程空间；而且在移动时必须停止所有其他程序的运行。

4、用可变分区方式管理主存时，假定主存中按地址顺序依次有五个空闲区，空闲区的大小依次为32K，10K，5K，228K，100K。

现有五个作业J1，J2，J3，J4和J5。

它们各需主存1K，10K，108K，28K和115K。

若采用最先适应分配算法能把这五个作业按J1～J5的次序全部装入主存吗你认为按怎样的次序装入这五个作业可使主存空间利用率最高。

答：（1）不行。

列表模拟J1~J5进入内存情况如下：（2）以J1,J2,J3,J5,J4的次序装入这五个作业可使主存空间利用率最高。

这样可以将五个作业全部装入内存，使得内存利用率最高。

6、段式存储管理系统中是如何实现存储保护的答：因为段是按逻辑意义来划分的，可以按段名访问所以段式存储管理可以方便地实现内存信息的共享并进行有效的内存保护。

段式管理的保护主要有两种。

一种是地址越界保护法，另一种是存取方式控制保护法。

具体措施有：（1）利用段表及段长来实现段的保护，防止程序执行时地址越界。

（2）存取权限保护法：在段表中设有“存取权”一项，可对程序的保护权限进行各种必要的限制。

（3）存储保护键保护：由于I/O通道对存储器访问是不经过段表的，因此有的机器还采用存储保护键保护。

地址越界保护是利用表中的段长项与虚拟地址中的段内相对地址比较进行的。

若段内相对地址大于段长，系统就会产生保护中断。

不过，在允许段动态增长的系统中，段内相对地址大于段长是允许的。

第五章存储器管理一、名词解释1.重定位：在可执行文件装入时需要解决可执行文件中地址（指令和数据）和内存地址的对应。

由操作系统中的装入程序loader来完成。

2.分页存储管理：在该方式中，用户程序的地址被划分成划分若干个固定大小的区域，称为页（或页面）。

页面的典型大小为1k；相应地将内存空间分成若干个物理块(或页框)，页和块的大小相同，这样可将用户程序的任一页放到内存的任一块中，实现离散分配。

这时内存中的碎片大小不会超过一页。

3．分段存储管理：在该方式中，用户程序的地址被划分成划分若干大小不等的段，存储分配一段为单位，段在内存中可以不相邻。

4．页（页面）：把每个作业(进程)虚拟地址空间划分成若干大小相等的片.每一片就称为一个页5、页框（物理块）：把主存空间划分成与页相同的片. 每一片就称为一个页框。

6．页表：由页号和页面号（块号）组成，指出逻辑地址中页号与主存中块号的对应关系。

二．填空1.将一个模块装入内存时，要进行地址重定位。

重定位方法有：绝对装入、可重定位装入、动态运行时装入。

2.在分区分配中，操作系统为用户程序分配内存需要用一种表来管理系统中的内存，这个表叫做空闲分区表。

3．在分区分配中，操作系统通过使用空闲分区表（链）来组织内存。

4．在可变分区的内存管理中，可能会产生外碎片，这些外碎片可以通过紧凑的方式来消除，从而使的内存的利用率得到提高。

5．在内存管理中，离散的存储管理方式有：分页存储管理、分段存储管理、段页式存储管理6．在页式存储管理中，页表寄存器包含页表的始址页表的长度7在段式存储管理中，段表寄存器包含段表的始址段表的长度8．在具有快表的地址变换机构中，快表通常释放在一组高速地缓冲寄存器中，这个高速缓冲寄存器又叫联想存贮器9．在页式存储管理中，执行一指令至少要访问主存两次。

10．在段页式系统中，为了实现从逻辑地址到物理地址的变换，系统中必需同时配置段表和页表。

三．选择题1．在内存管理中，以下内存分配方式那种会产生内碎片？a）单一连续分配b）分区分配c）固定分区分配d）可变分区分配2．在内存管理中，以下内存分配方式那种会产生外碎片？a）单一连续分配b）分区分配c）固定分区分配d）可变分区分配3．在内存管理中，以下内存分配方式那种不在要求程序在内存中必须全部占用连续的内存空间？a）连续分配b）页式存储分配c）固定分区分配d）可变分区分配4．以下那种离散的存储管理方式更能实现程序的共享与保护。

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( )。

操作系统第5章习题第五章习题1、设有8页的逻辑地址，每页有1024B，它们被映射到32块的物理存储区中。

那么，逻辑地址的有效位是 ( 13 )位，物理地址⾄少（ 15 ）位页内偏移量10 因为2^10=10242^3=8 有效位=10+3 2^5=32 物理地址⾄少为10+52、分区分配内存管理⽅式的主要保护措施是（）A、界地址保护B、程序代码保护C、数据保护D、栈保护3、某虚拟存储器系统采⽤页式存储管理，使⽤LRU页⾯替换算法，考虑下⾯的页⾯访问地址流：1、8、1、7、8、2、7、2、1、8、3、8、2、1、3、1、7、1、3、7 假设内存容量为4个页⾯，开始时是空的，则页⾯失效次数是（ 6）4、在固定分区分配中，每个分区的⼤⼩是（）A、相同B、随作业长度变化C、可以不同但预先固定D、可以不同根据作业长度固定5、分页式存储管理的主要特点是（）A、不要求将作业装⼊到内存的连续区域B、不要求将作业同时全部装⼊到内存的连续区域C、不要求进⾏缺页中断处理D、不要求进⾏页⾯置换6、采⽤分段存储管理的系统中，若地址⽤24位表⽰，其中8位表⽰段号，则允许每段的最⼤长度是（ 64K ）7、分页式虚拟存储系统中，页⾯的⼤⼩与可能产⽣的缺页中断次数（）A、成正⽐B、成反⽐C、⽆关D、成固定⽐例8、在某系统中采⽤基址、限长寄存器的⽅法来保护存储信息，判断是否超界的判别式为（ L>L＇≥0 ）9、在请求分页式存储管理中，若采⽤FIFO页⾯置换算法，则当分配的页⾯数增加时，缺页中断的次数（）A、减少C、⽆影响D、可能增加也可能减少10、在段页式存储管理系统中，内存等分成（页），程序按逻辑模块划分成若⼲（段）11、虚拟存储管理系统的基础是程序的（）理论A、局部性B、全局性C、动态性D、虚拟性12、（FIFO ）页⾯淘汰算法会产⽣Belady现象13、在下列存储管理⽅案中，不适⽤与多道程序设计系统的是（）A、单⽤户连续分配B、可变式存储管理C、固定分区式存储管理D、页式存储管理14、在分区分配算法中，⾸次适应算法倾向于优先利⽤内存中的（低地址）部分的空闲分区，从⽽保留了（⾼地址）部分的⼤空闲区。

习题解答5-7章《操作系统教程》习题解答第五章6．试⽐较分页式存储管理和分段式存储管理。

段式页式分段由⽤户设计划分，每段对应⼀个相应的的程序模块，有完整的逻辑意义分页⽤户看不见，由操作系统为内存管理划分段⾯是信息的逻辑单位页⾯是信息的物理单位便于段的共享，执⾏时按需动态链接装⼊。

页⼀般不能共享段长不等，可动态增长，有利于新数据增长。

页⾯⼤⼩相同，位置不能动态增长。

⼆维地址空间：段名、段中地址；段号、段内单元号⼀维地址空间管理形式上象页式，但概念不同往往需要多次缺页中断才能把所需信息完整地调⼊内存实现页（段）的共享是指某些作业的逻辑页号（段号）对应同⼀物理页号（内存中该段的起始地址）。

页（段）的保护往往需要对共享的页⾯（段）加上某种访问权限的限制，如不能修改等；或设置地址越界检查，对于页内地址（段内地址）⼤于页长（段长）的存取，产⽣保护中断。

11、⼀个页式存储管理系统使⽤FIFO，OPT和LRU页⾯替换算法，如果⼀个作业的页⾯⾛向为：2，3,2,1,5,2,4,5,3,2,5和2。

当分配给该作业的物理页框块数为3时，试计算访问过程中发⽣的缺页中断次数和缺页中断率。

答：（1）根据所给页⾯⾛向，使⽤OPT算法时，页⾯置换情况如下表所⽰：缺页中断次数为：6缺页中断率为：6/12（2）根据所给页⾯⾛向，使⽤FIFO算法时，页⾯置换情况如下表所⽰：缺页中断次数为：9缺页中断率为：9/12（3）根据所给页⾯⾛向，使⽤LRU算法时，页⾯置换情况如下表所⽰：缺页中断次数为：7缺页中断率为：7/1213.(1)物理地址=400+430=830(2)物理地址=1300+200=1500(3)地址越界(4)缺段中断0A5C=0000 1010 0101 11001KB=210B虚拟地址的⾼六位为页号，低10位为页内地址页号=000010B=2 ,对应的物理块号为4，页内地址=1001011100B=604物理地址=4*1024+604=4700093C=0000 1001 0011 1100 页号为2，对应的物理块为4，页内地址=100111100=316物理地址=4*1024+316=441216．设有⼀页式存储管理系统，向⽤户提供的逻辑地址空间最⼤为16页，每页2048字节，内存总共有8个存储块。

第五章存储管理课外作业及答案1.在一页式存储管理系统中，内存被划分为32块，页面大小为l024字节，某作业的页表如下图所示。

状态位：1表示在内存，0试问：（1）逻辑地址应占多少位？（2）物理地址应占多少位？（3）将逻辑地址998D，6351Q，98DH转化为相应的物理地址。

解：（1）逻辑地址应占12位。

（2）物理地址应占15位。

（3）998D：物理地址=5*1024+998=6118D（17E6H）6351Q：因为页号p=3，该页面不在内存中，所以产生缺页中断98DH：物理地址为2D8DH（或11661D）2．在一个采用请求分页存储管理的系统中，有一用户作业，它依次要访问的页序列是：2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2。

若分配给作业可使用的主存空间共3个物理块，请回答下列问题：(1)按OPT页面调度算法将产生多少次缺页中断？写出依次淘汰的页号。

(2)按FIFO页面调度算法将产生多少次缺页中断？写出依次淘汰的页号。

(3)按LRU页面调度算法将产生多少次缺页中断？写出依次淘汰的页号。

(4)按CLOCK页面调度算法将产生多少次缺页中断？写出依次淘汰的页号。

解：(1)OPT：6次缺页中断，依次淘汰的页号：1，2，4(2)FIFO：9次缺页中断，依次淘汰的页号：2，3，1，5，2，4(3)LRU：7次缺页中断，依次淘汰的页号：3，1，2，4(4)CLOCK：8次缺页中断，依次淘汰的页号：2，3，1，5，43. 请求分页管理系统中，假设某进程的页表内容如表所示：页面大小为4KB，一次内存的访问时间是100ns，一次快表（TLB）的访问时间是10ns，处理一次缺页的平均时间为108ns（已经包含更新TLB和页表的时间），进程的驻留集大小固定为2，采用最近最少使用置换算法（LRU）和局部淘汰策略。

假设①TLB初始为空；②地址转换时先访问TLB，若TLB没有命中，再访问页表（忽略访问页表之后的TLB更新时间）；③有效位为0表示页面不在内存，产生缺页中断，缺页中断处理后，返回到产生缺页中断的指令处重新执行。