第四章存储器管理

考点一 内存管理概念

一、单项选择题

在下面关于存储功能的论述中正确的是（ ）

A.即使在多道程序管理下用户也可以编制用物理地址直接访问内存的程序。

B.内存分配的基本任务是为每道程序分配内存空间，其追求的目的则是提高内存的利用率。 C.为提高内存保护的灵活性，内存保护通常由软件完成。 D.地址映射是指将程序物理地址转变为内存的逻辑地址 二、综合应用题

1.请列举出逻辑地址和物理地址的两个不同之处。

2.一个进程被换出内存，它就失去了使用CPU的机会。除了换出内存这种情形，请列举出其它一种情形，进程虽然失去了使用CPU的机会，但它并没有被换出内存。 3.存储管理的主要研究内容是什么？

4.什么是动态链接？用何种内存分配方法可以实现这种链接技术？ 5.某系统把任一程序都分成代码和数据两部分。CPU知道什么时候要指令（如取指令周期），什么时候要数据（如取数据周期或存数据周期）。所以，需要两种寄存器（基地址寄存器、界限寄存器），一组用于指令，一组用于数据。用于指令的是只读的，以便于用户的共享。请分析这种策略的优缺点。

6.什么是地址的重定位？有哪几种常用的地址重定位的方法？

7.在现代计算机系统中，存储器是十分重要的资源，能否合理有效的使用存储器，在很大程度上反映了操作系统的性能，并直接影响到计算机系统作用的发挥。请问： （1）主存利用率不高主要体现为哪几种形式？ （2）可以通过哪些途径来提高主存利用率

8.内存保护是否可以完全由软件来实现？为什么？

考点二 交换与覆盖

一、单项选择题 1.存储管理方案中，（ ）可采用覆盖技术。 A.单一连续存储管理 B.可变分区存储管理 C.段式存储管理 D.段页式存储管理

2.在存储系统管理中，采用覆盖技术与交换技术的目的是( )。 A.节省主存空间 B.物理上扩充主存容量 C.提高CPU利用率 D.实现主存共存 二、综合应用题

1.在存储管理中，覆盖和对换技术所以解决的是什么问题？各有什么特点？ 2请写出你对交换过程和覆盖过程的认识，它们的主要区别有哪些？

考点三 连续分配管理方式

一、单项选择题

1.在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间并与相邻空闲区合并，为此需要修改空闲区表，造成空闲区域减1的情况是（ ）。

A.无上邻空闲区也无下邻空闲区 B.有上邻空闲区也无下邻空闲区 C.无上邻空闲区也有下邻空闲区 D.有上邻空闲区也有下邻空闲区 2.在下列存储管理方案中，不适应于多道程序设计的是（ ）。

A.单一连续分配 B.分页存储管理 C.可变分区管理 D.固定分区管理

3.设内存的分配情况如图所示。要申请一块40K字节的内存空间，若采用最佳适应算法，则所得到的分区首址为（ ）。

A.100K B.190K C.330K D.410K

0K 占用 100K 180K 190K 280K 330K 390K410K 512K 占用 占用 占用

内存分配情

4.可变式分区存储管理中的拼接技术可以（ ）。

A.集中空闲区 B.增加主存容量 C.缩短访问周期 D.加速地址转换 5.属于内存连续分配方式的是（ ）。

A.固定分区分配 B.分段存储管理 C. 分页存储管理 D.段页式存储管理 6.支持程序存放在不连续的内存中存储管理方法有（ ）。

A.可变式分区分配 B.多重分区分配 C. 分页式、段页式分配 D.分段式分配 二、综合应用题

1.论述内存管理中碎片产生的原因和解决办法。 2.描述动态分区分配中的五种内存分配算法

3.某系统有5个固定分区，其长度依次为100K、500K、200K、300K、600K。今有四进程，对内存的需求分别是212K、417K、112K、426K。当分别采用First fit，Best fit，Worst fit算法响应这四个进程的内存申请时，请分别给出系统的内存分配动态。那种算法最有效？

考点四 非连续分配管理方式

一、单项选择题

1.一个逻辑地址空间有8个页面组成，页面长1024字。这些页面映射到32页帧的物理地址空间。

（1）逻辑地址应该占多少位（ ） （2）逻辑地址应该占多少位（ ） A.13位 B.14位 C.15位 D.16位

2.较好的解决了“外零头”问题的存储管理方法是（ ）。

A.页式存储管理 B.段式存储管理 C.多重分区管理 D.可变分区管理

3.采用段式存储管理的系统中，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（ ）。 2416

A.2 B.2 C.28 D.232

4.不会产生内部碎片的存储管理系统是（ ）。 A.分页式存储管理系统 B.可变式存储管理系统 C.固定分区式存储管理系统 D.段页式存储管理系统 5.在段页式存储管理系统中，内存等分成（ ），程序按逻辑模块划成若干（ ）。 A.块 B.基址 C.分区 D.段 E.页号 F.段长 6.某段表内容如下表： 段号 0 1 2 3 段地址 120K 760K 480K 370K 段长度 40K 30K 20K 20K

一逻辑地址为（2,154），它对应的物理地址为（ ）。 A.120K+2 B.480K+154 C.30K+154 D.480K+2 二、综合应用题

1.页面长度为什么正好是2的次幂？ 2.分页式存储管理系统中，进程为什么不能访问不属于它的内存空间？操作系统如何允许进程访问不属于它的存储空间？请分析为什么可以，或为什么不可以。 3.考虑一个分页式存储管理系统，其页表常驻内存。那么：（

（1）如果内存访问耗时200ns,那么，访问内存中的数据需要多长时间？

（2）如果引入关联寄存器，而且75%的页面可以从关联寄存器中找到，那么此时的有效访问时间为多少（假设访问关联寄存器的时间可以忽略）？

4.如果对经典的分页式存储管理策略的页表作细微改造，运行同一页表的两个页表项指向同一物理页帧，由此会有什么结果？怎么利用这种结果减少内存复制操作（将一个存储段的内容复制到另一个存储段）的时间？在经过改造的存储系统里，修改一个页面中的几个字节的值，会对其它页面产生什么影响？

5.为什么有些系统即用分段式存储管理策略，又用分页式存储管理策略？ 6.分段式存储管理系统中，怎么让两个不同的进程共享同一个存储段？

7.解释采用段式存储管理方式实现可重入模块的共享，比采用页式存储管理方式来的更容易。

8.观察下列段表：

段 0 1 段基址 219 2300 段长度 600 14 2 3 4 90 1327 1952 100 580 96

下列逻辑地址对应的物理地址是什么？

A.0,430 B.1,10 C.2,500 D.3,400 E.4,112

9.考虑一个由8个页面，每页1024个字节组成的逻辑地址空间，把它映射到容量为32个物理块的存储器中，试问逻辑地址和物理地址分别是多少，为什么？

10.假定某页式管理系统中，主存为128K，分成32块，块号0~31，某作业有5块，其页号为0、1、2、3、4，分别被装入主存的3、8、4、6、9块中，有一逻辑地址为3,70，求出相应的物理地址。

考点五 虚拟内存基本概念

一、单项选择题

1.为使虚存系统有效的发挥预期的作用，所运行的程序应具有的特征是（ ）。 A.程序不应含有过多的I/O操作

B.程序的大小不应超过实际的内存容量 C.程序应具有较好的局部性 D.该程序的指令相关不应过多

2.虚拟存储器的最大容量是（ ）。

A.为外存内存容量之和 B.由计算机的地址结构决定 C.是任意的 D.由作业的地址空间决定 3.实现虚拟存储器的目的是（ ）。 A.实现存储保护 B.实现程序浮动 C.扩充辅存容量 D.扩充主存容量

4.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 5.下面关于虚拟存储器的论述中，正确的是（ ）。 A.在段页系统中以段为单位管理用户的逻辑空间，以页为单位管理内存的物理空间，有了虚拟存储器才允许用户使用比内存更大的地址空间。

B.为了提高请求分页系统中内存的利用率允许用户使用不同大小的页面。 C.为了能让更多的作业同时运行，通常只装入10%~30%的作业即启动运行。 D.最佳适应算法是实现虚拟存储器的常用算法。 6.在下列存储管理方案中，能实现虚存的是（ ）。

A.分区分配 B.分页存储管理 C.请求分页存储管理 D.分段存储管理 二、综合应用题

1.虚拟存储器与一般存储器（磁盘作外存）的主要差别是什么

2.实现虚拟存储器管理既有好处，也要付出代价。请分别列举这些好处和代价。有没有可能付出的代价超出了所带来的好处？如果可能超出，可以采取什么措施避免吗？ 3.交换扩充了内存，因此，交换也实现了虚拟存储器，对吗？

考点六 请求分页存储管理方式

一、单项选择题

1.作业在执行时发生了缺页中断，经操作系统处理后，应让其执行（ ）指令。 A.被中断的前一条 B.被中断的

C.被中断的后一条 D.启动时的第一条 2.页式虚拟存储管理的主要特点是（ ）。 A.不要求将作业装入到主存的连续区域 B.不要求将作业同时装入到主存的连续区域 C.不要求进行缺页中断处理 D.不要求继续页面置换 二、综合应用题

1.假定有一个请求分页存储管理系统，测得系统各相关设备的利用率为：CPU利用率为10%，磁盘交换区为99.7%其它I/O为5%。试问下面哪些措施将（可能）改进CPU的利用率，为什么？

（1）增大内存容量

（2）增大磁盘交换区容量 （3）减少多道程序度数 （4）增大多道程序度数 （5）使用快速的磁盘交换区 （6）使用快速的CPU 2.假设有m 个页帧，（初始时全为空），一进程的页面引用串含n个页号，长度为p，对任何页面置换算法来讲：

（1）缺页中断次数的下界是多少 （2）缺页中断次数的上界是多少

3.一页式虚拟存储系统，用于页面交换的磁盘的平均访问、传输时间是20ms。页表保存在主存，访问时间是1us。也就是说，每引用一次数据或指令，需要访问两次内存。为改善性能，我们可增设一个关联寄存器，如果页表项在关联寄存器里，则只要访问一次内存就够了，假设80%的访问其页表项在关联寄存器中，剩下的20%里，10%的访问会产生缺页。请计算有效访问时间。

4.现有一页式虚拟存储管理系统，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。如果被替换的页已修改，则处理一个缺页中断需要20ms,。内存存取时间为1us。假定70%被替换的页被修改过，为保证有效存取时间不超过2us，可接收的最大缺页率是多少？

考点七 页面置换算法

一、单项选择题

1.在虚拟存储系统中，若进程在内存中占3位（开始时为空），采用先进先出页面淘汰算法，当执行访问页号序列为1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5,6时，将产生（ ）次缺页中断。 A.7 B.8 C.9 D.10

2.一个进程刚获得三个主存块的使用权，若该进程访问页面的次序是1,3,2,1,2,1,5,1,2,3，当采用LRU算法，缺页数是（ ）。 A.1 B.3 C.4 D.5

3.指出下面置换算法中存在Belady异常现象的是（ ）。 A.LRU B.FIFO C.Optimal DLFU

4.对操作系统而言，系统“抖动”现象的发生是由（ ）引起的。

A.置换算法选择不当 B.交换的信息量过大 C.内存容量不足 D.请求页式管理方案 二、综合应用题

1.考察下列页面引用串：1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6，若分别采用如下的页面置换算法，会有多少次缺页?假设页帧数分别是3,4,5。 （1）LRU （2）FIFO （3）最优算法

2.在一个采用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：115,228,120,88,446,1b2，321,432,260,167.若改作业的第0页已装入主存，现分配给该作业的主存共300字，页的大小为100字，请回答下列问题：

（1）按FIFO调度算法将产生多少次缺页中断，给出依次淘汰的页号和缺页中断率。 （2）按LRU调度算法将产生多少次缺页中断，给出依次淘汰的页号和缺页中断率。 3.在页式虚拟管理系统中，假定驻留集为m个页帧（初始所以页帧均为空），在长为p的引用串中具有n个不同的页号（n>m），对于FIFO、LRU两种页面替换算法，试给出页故障率的上限和下限，说明理由，并举例说明。

4.选择页面大小是一个如何进行权衡的问题，试指出大页面和小页面各自的优点。

5.抖动的原因是什么？系统怎么检查抖动状态？如果发生抖动，系统如何解决这个问题？ 6.什么是局部性原理?什么是抖动？有什么办法减少系统的抖动现象？ 7.在内存管理中，“内零头”和“外零头”各指什么？在固定式分区分配、可变式分区分配、页式虚拟存储系统、段式虚拟存储系统中，各有何种零头？为什么？

8.某个OS采用可变分区分配方法管理，用户区主存512KB，自由区由可用空区表管理，若分配时采用分配自由区的低地址部分的方案。假设初始时全为空。对于下述申请次序：申请300KB，申请100KB，释放300KB，申请150KB，申请30KB，申请40KB，申请60KB，释放30KB。根据上述信息，回答下列问题：

（1）采用首次适应算法，在申请次序完毕后，自由空区中有哪些空块（给出地址、大小）。 （2）采用最佳适应算法，在申请次序完毕后，自由空区中有哪些空块（给出地址、大小）。 （3）如果再申请100KB，针对（1）和（2）各有什么结果？

9.在分区虚拟存储管理系统中，假设系统为某进程分配了4个主存块（将开始的4页装入内存），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和LRU调度算法时分别产生多少次缺页中断？依次淘汰的页分别是什么？

A.置换算法选择不当 B.交换的信息量过大 C.内存容量不足 D.请求页式管理方案 二、综合应用题

1.考察下列页面引用串：1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6，若分别采用如下的页面置换算法，会有多少次缺页?假设页帧数分别是3,4,5。 （1）LRU （2）FIFO （3）最优算法

2.在一个采用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：115,228,120,88,446,1b2，321,432,260,167.若改作业的第0页已装入主存，现分配给该作业的主存共300字，页的大小为100字，请回答下列问题：

（1）按FIFO调度算法将产生多少次缺页中断，给出依次淘汰的页号和缺页中断率。 （2）按LRU调度算法将产生多少次缺页中断，给出依次淘汰的页号和缺页中断率。 3.在页式虚拟管理系统中，假定驻留集为m个页帧（初始所以页帧均为空），在长为p的引用串中具有n个不同的页号（n>m），对于FIFO、LRU两种页面替换算法，试给出页故障率的上限和下限，说明理由，并举例说明。

4.选择页面大小是一个如何进行权衡的问题，试指出大页面和小页面各自的优点。

5.抖动的原因是什么？系统怎么检查抖动状态？如果发生抖动，系统如何解决这个问题？ 6.什么是局部性原理?什么是抖动？有什么办法减少系统的抖动现象？ 7.在内存管理中，“内零头”和“外零头”各指什么？在固定式分区分配、可变式分区分配、页式虚拟存储系统、段式虚拟存储系统中，各有何种零头？为什么？

8.某个OS采用可变分区分配方法管理，用户区主存512KB，自由区由可用空区表管理，若分配时采用分配自由区的低地址部分的方案。假设初始时全为空。对于下述申请次序：申请300KB，申请100KB，释放300KB，申请150KB，申请30KB，申请40KB，申请60KB，释放30KB。根据上述信息，回答下列问题：

（1）采用首次适应算法，在申请次序完毕后，自由空区中有哪些空块（给出地址、大小）。 （2）采用最佳适应算法，在申请次序完毕后，自由空区中有哪些空块（给出地址、大小）。 （3）如果再申请100KB，针对（1）和（2）各有什么结果？

9.在分区虚拟存储管理系统中，假设系统为某进程分配了4个主存块（将开始的4页装入内存），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和LRU调度算法时分别产生多少次缺页中断？依次淘汰的页分别是什么？

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