第5章练习题

操作系统原理练习题

第5章 存储器管理

一． 单项选择题

1. 操作系统处理缺页中断时，选择一种好的调度算法对主存和辅存中的信息进行高效调度尽可能地避免( D )。

A .碎片 B.CPU 空间 C.多重中断 D.抖动 2. 分页式存储管理的主要特点是( C )。

A.要求处理缺页中断 B.要求扩充主存容量

C.不要求作业装入到主存的连续区域 D.不要求作业全部同时装入主存 3. LRU页面调度算法淘汰( B )的页。

A.最近最少使用 B.最近最久未使用 C.最先进入主存 D.将来最久使用 4. 虚拟存储器实际容量受( B )限制。

A.物理主存的大小 B.计算机的地址结构 C.磁盘容量 D.数据存放的绝对地址 5. 分区管理要求对每一个作业都分配( A )的主存单元。 A.地址连续 B.若干地址不连续 C.若干连续的页 D.若干不连续的帧 6. 动态重定位技术依赖于( B )。

A.重定位装入程序 B.重定位寄存器 C.地址结构 D.目标程序

7. ( D )存储管理兼顾了段式在逻辑上清晰和页式在存储管理上方便的优点。 A.分段 B.分页 C.可变分区方式 D.段页式 8. 存储管理主要管理的是( C )。

A.外存存储器用户区 B.外存存储器系统区 C.主存储器用户区 D.主存储器系统区

9. 作业执行中发生了缺页中断，经操作系统处理后，应让其执行( C )指令。 A.被中断的前一条 B.被中断的后一条 C.被中断的 D.启动时的第一条

10. 可变分区存储管理系统中，若采用最佳适应分配算法，“空闲区表”中的空闲区可按

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( A )顺序排列。

A.长度递增 B.长度递减 C.地址递增 D.地址递减 11. 虚拟存储技术是( B )。

A.扩充主存物理空间技术 B.扩充主存逻辑地址空间技术 C.扩充外存空间技术 D.扩充输入/输出缓冲区技术 12. 系统“抖动”现象的发生是由( B )引起的。

A.交换的信息量过大 B.置换算法选择不当 C.内存容量不足 D.请求分页管理方案 13. 虚拟存储管理系统的基础是程序的( C )理论。

A.全局性 B.虚拟性 C.局部性 D.动态性 14．下列( A )存储方式不能实现虚拟存储器。

A.分区 B.分页 C.分段 D.段页式 15．在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是( A )。 A.节省主存空间 B.物理上扩充主存容量 C.提高CPU的效率 D.实现主存共享

二、多项选择题

1. 在下列存储器管理方案中，能实现虚拟存储的是( CD )。 A.分区管理 B.分页存储管理 C.请求分页存储管理 D.请求分段存储管理 E.段页式存储管理

2．不需要硬件地址转换机构制成的存储管理方式是( AD )。 A.单用户连续方式 B.可变分区方式 C.页式和段式 D.固定分区方式 E.段页式

三、填空题

1. 将作业地址空间中的逻辑地址转换为主存中物理地址的过程称为__地址转换__。 2. 为了解决碎片问题，可采用一种方法，将内存中的所有作业进行移动，使原来分散的多个小分区拼接成一个大分区，这种方法称为__紧凑___。

3. 页表的作用是_实现从页号到物理块号的映射__。

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4. 程序执行的局部性原理体现在 时间 局部性和 空间 局部性两个方面。 5. 页式存储管理中，进行存储分配时，以 块 为单位进行分配，采用不连续的分配方法，作业信息可按__页____分散在主存不连续的 主存块 中。

四、问答题

1. 试述缺页中断与一般中断的主要区别。

答：缺页中断作为中断，它同样需要经历诸如保护CPU现场环境、分析中断原因、转入缺页中断处理程序进行处理、恢复CPU环境等几个步骤。但缺页中断又是一种特殊的中断，它与一般的中断有着明显的区别，主要表现如下：

(1) 在指令执行期间产生和处理中断信号。通常都是在一条指令执行完后去检查是否有中断产生。若有，便去响应处理中断；否则，继续执行下一条指令。然而，缺页中断是在指令执行期间，发现所要访问的指令或数据不在内存时产生和处理的。

(2) 一条指令在执行期间，可能产生多次缺页中断。

2. 某采用分页存储管理的系统中，物理地址占20位，逻辑地址中页号占6位，页大小为1KB， 问：该系统的内存空间大小为多少？每块的大小为多少？逻辑地址共几位，每个作业最大长度为多少？若0页放在3块中，1页放在7块中，2页放在9块中，逻辑地址0420H对应的物理地址是多少?

解：内存空间大小为1MB，每块的大小为1KB，逻辑地址16位，每个作用最大长度为64KB，逻辑地址0420H对应的物理地址1C20H。

3. 简述页和段的区别。

答：分页和分段有许多相似之处，但在概念上两者完全不同，主要表现在：

（1） 页是信息的物理单位，分页是为了系统管理内存的方便而进行的，故对用户而言，分页是不可见的，是透明的；段是信息的逻辑单位，分段是作业逻辑上的要求，对用户而言，分段是可见的。

（2） 页的大小是固定的，由系统决定；段的大小是不固定的，由用户作业本身决定。

从用户角度看，页的地址空间是一维的，而段的地址空间是二维的。 4. 简述什么是覆盖?什么是交换?覆盖和交换的区别是什么?

答：所谓覆盖，是指同一主存区可以被不同的程序段重复使用。通常一个作业由若干个功能上相互独立的程序段组成，作业在一次运行时，也只用到其中的几段，利用这样

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一个事实，我们就可以让那些不会同时执行的程序段共用一个主存区。

所谓交换，就是系统根据需要把主存中暂时不运行的某个（或某些）作业部分或全部移到外存，而把外存中的某个（或某些）作业移到相应的主存区，并使其投入运行。

覆盖技术要求程序员必须把一个程序划分成不同的程序段，并规定好它们的执行和覆盖顺序，操作系统根据程序员提供的覆盖结构来完成程序之间的覆盖。覆盖主要在同一个作业或同一个进程内进行；而交换主要在进程或作业之间进行。另外，覆盖只能覆盖那些与覆盖程序段无关的程序段。

5. 对一个将页表放在内存中的分页系统：

(1) 如果访问内存需要0.2μs，有效访问时间为多少?

(2) 如果增加一个快表，且假定在快表中找到页表项的概率高达90%，则有效访问时间又是多少 (假定查找快表需花的时间为0) ? 解：（1）有效访问时间为：2 * 0.2=0.4μs

（2）有效访问时间为：0.9 *0.2+（1?0.9）*2*0.2=0.22μs

6. 在分页存储管理系统中，逻辑地址的长度为16位，页面大小为4096字节，现有一逻辑地址为2F6AH，且该进程的第0，1，2页依次存放在物理块5，10，11中 ，问相应的物理地址是多少?

解：由题目所给条件可知，分页存储管理系统的逻辑地址结构为：

15 12 11 0

页号 逻辑地址2F6AH的二进制表示如下：

0010 111101101010

页号 页内位移

由此可知逻辑地址2F6AH的页号位，小于页表长度3，没有越界，该页存放在第11个物理块中，用十六进制表示块号为B，所以物理地址为BF6AH。 7. 什么是虚拟存储器?如何实现分页虚拟存储管理系统?

答：所谓虚拟存储器，是指仅把作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统。具体地说，所谓虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩

页内位移 5-4

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充的一种存储器系统。

要实现分页虚拟存储管理系统，首先要扩充页表，扩充后的页表是在原来页表的基础上发展起来的，包括以下内容：页号，物理块号，状态位，访问位，修改位，外存地址。其中，状态位表示该页是否已经调入内存；访问位表示该页在内存期间是否被访问过；修改位表示该页在内存期间是否被修改过，若未被修改，则在置换该页时就不需将该页写回到外存，以减小系统的开销和启动磁盘的次数；若已被修改，则在置换该页时就必须把该页写回到外存，以保证外存中保留的始终是最新副本；外存地址用于指出该页在外存上的地址，通常是物理块号，供调入该页时使用。

另外，还要使用两项关键技术：请求调页技术和页面置换技术。

8. 在分页虚拟存储管理系统中，假定系统为某进程分配了四个主存块（将开始4页先装入主存），页的引用顺序为：7，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，7，0，1，若采用FIFO调度算法、LRU调度算法时分别产生多少次缺页中断？依次淘汰的页是什么？ 解：按照FIFO算法的原则：当发生缺页中断时，将淘汰最先调入主存的页面（如图1）。共发生3次缺页中断，依次淘汰的页为7、1、2。

按照LRU算法的原则，当发生缺页中断时，淘汰最近一段时间内最久没被访问的页面（图2 ）。共发生3次缺页中断，依次淘汰的页为7、1、4。

9. 采用请求分页虚拟存储管理的系统，接收了一个共7页的作业，作业执行时依次访问的页为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

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最少用（LRU）调度算法，作业在得到两块主存空间和四块主存空间时各会产生缺页中断多少次？如果采用先进先出（FIFO）调度算法又会有怎样的结果？

答：最近最少用（LRU）调度算法，作业在得到两块主存空间时产生18次缺页中断，四块主存空间时会产生10次缺页中断。先进先出（LRU）调度算法，作业在得到两块主存空间时产生18次缺页中断，四块主存空间时会产生14次缺页中断。

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最少用（LRU）调度算法，作业在得到两块主存空间和四块主存空间时各会产生缺页中断多少次？如果采用先进先出（FIFO）调度算法又会有怎样的结果？

答：最近最少用（LRU）调度算法，作业在得到两块主存空间时产生18次缺页中断，四块主存空间时会产生10次缺页中断。先进先出（LRU）调度算法，作业在得到两块主存空间时产生18次缺页中断，四块主存空间时会产生14次缺页中断。

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