第五章 存储管理(2)答案

操作系统第五讲存储管理习题课在操作系统的学习中，存储管理是一个非常重要的主题。

本文将针对操作系统存储管理的习题进行探讨和解答，以帮助读者更好地理解和掌握这一知识点。

1. 什么是操作系统的存储管理？操作系统的存储管理是指对计算机系统中的内存资源进行合理分配和管理的过程。

它包括内存的分配与回收、地址映射、内存保护和虚拟内存等方面的内容。

存储管理的主要目标是提高内存利用率、提高计算机系统的性能和可靠性。

2. 请简要描述页表的作用和实现原理。

页表是一种用来管理虚拟地址和物理地址之间映射关系的数据结构。

它的作用是将虚拟地址转换为物理地址，以实现对内存的访问。

页表实现的原理是通过将虚拟地址划分为页号和页内偏移两部分，然后通过查询页表中的对应关系，将页号转换为物理地址中的页框号，并将页内偏移与页框号组合得到最终的物理地址。

3. 请解释动态重定位和链接装载的概念。

动态重定位是指在程序执行时，根据实际可用的内存空间进行地址的重新定位。

它可以将程序和数据加载到任意的物理内存地址上，从而提高内存的利用率和系统的灵活性。

链接装载是一种将程序中的模块或函数与其对应的库函数进行关联的过程。

它可以将不同的代码块链接到一起，形成可执行的程序，并在程序执行时将库函数的地址与程序中的引用关联起来。

这样做可以减少程序的内存占用和提高程序的执行效率。

4. 请简要描述虚拟内存的原理和优势。

虚拟内存是指在操作系统的支持下，利用硬盘上的一部分空间作为虚拟内存空间，将部分程序和数据从内存中换出到硬盘上进行存储和管理。

虚拟内存的实现是通过将虚拟地址和物理地址之间的转换来完成的。

虚拟内存的主要优势包括：- 扩大内存容量：虚拟内存可以扩大计算机系统的内存容量，提供更大的地址空间。

- 简化程序设计：程序可以利用虚拟内存的机制，将大量的数据和代码分散存储在硬盘上，简化程序设计和内存管理的工作。

- 提高系统性能：虚拟内存可以将部分不常用的程序和数据换出到硬盘上，从而提高内存的利用率和系统的性能。

（1）画出作业1、2、3进入内存后，内存的分布情况。
（2）画出作业1、3完成后，内存的分布情况。
（3）画出作业4、5进入内存后，内存的分布情况。
7.某系统采用页式存储管理策略，某进程的逻辑地址空间为32页，页的大小为2KB，物理地址空间的大小是4MB。
(1).写出逻辑地址的格式.
答：页号为32，则需要二进制位为5位：2^5-1=31.即0~31共32个页号。页的大小为2kB,即要11个二进制位。
答：在页式管理系统中，进程的若干个页被离散的储存在内存的多个存储块中，为了能找到每个页所对应的存储块。系统为每个进程建立了一张页表。进程中所有的页，依次在页表中有一页表项，其中记录了相应页在内存中的物理块号。
4.什么是动态链接？用哪种存储管理方案可以实现动态链接？
答：动态链接是指进程在运行时，只将进程对应的主程序段装入内存，在主程序段运行过程中，当需要用到哪个子程序段或数据段时，再将这些段调入内存，并与主程序段连接。通常段式管理方式可以以程序段为单位进行调度。
9.某段式存储管理系统的段表如图5-33所示。
请将逻辑地址[0,137]、[1,9000]、[2,3600]、[3,230]转换成物理地址。
答：逻辑地址[0,137], 故物理地址40*1024+137=41079B.
逻辑地址[1,9000] ,9000>8*1024 故产生越界中断。
逻辑地址[2,3600] , 故物理地址100*1024+3600=106000B
(2).该进程的页表有多少项？每一项至少占多少位？
答：进程有32页，故就有32个表项。页的大小有2KB，而物理空间有4MB。则每一个块被分为4*1024 KB%2*1024=2KB，而块号有2*1024个即2^11，即要11个二进制位。即每个表项占11个二进制位。

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（）。

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。