操作系统-存储器管理

一．选择题

3．动态重定位技术依赖于      。

A. 重定位装入程序      B. 重定位寄存器

C. 地址机构            D. 目标程序

答：B

4．虚拟存储器的最大容量     。

A．为内外存容量之和    B．由计算机的地址结构决定

C．是任意的            D．由作业肋地址空间决定

答：B

5．在虚拟存储系统中，若进程在内存中占3块(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

答：D

6．设内存的分配情况如下图所示。若要申请一块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

        

答：C

7．很好地解决了“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．可变式分区管理

答：A

8．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

答：A

9．在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

答：A

10．分区管理中采用“最佳适应”分配算法时，宜把空闲区按     次序登记在空闲区表中。

A．长度递增          B. 长度递减

C．地址递增          D. 地址递减

答：A

11．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. 可以不同但根据作业长度固定

答：C

12．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

答：D

13．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         。

A．2²⁴    B．2¹⁶    C．2⁸    D．2³²

答：B

14．作业在执行中发生了缺页中断，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

答：B

15．把作业地址空间中使用的逻辑地址变成内存中物理地址的过程称为        。

A．重定位       B．物理化

C．逻辑化       D．加载

答：A

17．在请求分页存储管理中，若采用FIFO页面淘汰算法，则当分配的页面数增加时，缺页中断的次数      。

A．减少       B．增加

C．无影响     D．可能增加也可能减少

答：D

18．在段页式存储管理系统中，内存等分成     ，程序按逻辑模块划分成若干      。

A．块，页             B．块，段

C．分区，段           D．段，页

答：B

19．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

答：A

21．某段表的内容如下：

   

一逻辑地址为(2154)，它对应的物理地址为      。

A．120K十2    B．480K十154

C．30K十154    D．2十480K

答：B

22．在一个页式存储管理系统中，页表内容如下：

 

若页的大小为4K，则地址转换机构将逻辑地址0转换成的物理地址为       。

A．8192    B．4096    C．2048    D．1024

答：A

23．如果一个程序为多个进程所共享，那么该程序的代码在执行的过程中不能被修改，即程序应该是      。

A. 可执行码         B. 可重入码

C. 可改变码         D. 可再现码

答：B

24．在分时系统中，可将作业不需要或暂时不需要的部分移到辅存，让出主存空间以调入其他所需数据，称为      。

A．覆盖技术        B．对换技术

C．虚拟技术        D．物理扩充

答：B

26．碎片是指       。

A. 存储分配完后所剩的空闲区

B. 没有被使用的存储区

C. 不能被使用的存储区

D. 未被使用，而又暂时不能使用的空闲区

答：D

27．碎片现象的存在使得      。

A．主存空间利用率降低        B．主存空间利用率提高

C．主存空间利用率得以改善    D．主存空间利用率不受影响

答：A

29．在可变分区方式管理下收回主存空间时，若已判定“空闲区表第j栏开始地址＝归还的分区开始地址+长度”，则表示        。

A．归还区有上邻空闲区        B．归还区有下邻空闲区间

C. 归还区有上、下邻空闲区     D．归还区无相邻空闲区间

答：B

30．当可变分区方式管理主存空间回收时，要检查有无相邻的空闲区。若归还区开始地址为S，长度为L，下列表示归还区有上邻空闲区的是       。

A. 第j栏开始地址＝S十L

B．第j栏开始地址+长度＝S

C. 第j栏开始地址+长度＝S且第k栏开始地址＝S+L

D．以上都不对

答：B

31．在可变分区存储管理中，回收一个分区时，反而使空闲区的个数减1的情况是该分区      。

A. 只有上邻                B. 只有下邻

C. 既有上邻又有下邻        D. 无上、下邻

答：B

34．最容易形成很多小碎片的可变分区算法是      。

A．最先适应算法           B. 最优适应算法

C. 最坏适应算法            D. 以上都不是

答：B

35．段式存储管理中分段是用户决定的，因此       。

A．段内的地址和段间的地址都是连续的

B．段内的地址是连续的，段间的地址是不连续的

C．段内的地址是不连续的，段间的地址是连续的

D．段内的地址和段间的地址都是不连续的

答：B

36．段页式存储管理汲取了页式存储管理和段式存储管理的长处，其实现原理结合了页式和段式管理的基本思想，即用      。

A．分段方法来分配和管理物理存储空间，用分页方法来管理逻辑地址空间

B．分段方法来分配和管理逻辑地址空间，用分页方法来管理物理存储空间

C．分段方法来分配和管理主存空间，用分页方法来管理辅存空间

D．分段方法来分配和管理辅存空间，用分页方法来管理主存空间

答：B

38．采用虚拟存储器的前提是程序执行时某些部分的互斥性和       。

A．顺序性               B. 局部性

C. 并发性                D．并行性

答：B

39．下列存储管理方案中，不要求将作业全部调入并且也不要求连续存储空间的是     。

A．固定分区               B．可变分区

C．页式存储管理           D．页式虚拟存储管理

答：D

42．不可能产生系统抖动现象的存储管理是      。

A. 固定分区管理            B. 分页式虚拟存储管理

C. 段式虚拟存储管理        D. 以上都不对

答：A

二．简答题

1．操作系统中存储器管理的主要功能是什么?什么叫虚拟存储器，并举例说明操作系统是如何实现虚拟内存的？

答：存储器管理的主要功能是：内存分配，地址映射，内存保护，内存扩充。

虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的存储空间，在这种计算机系统中虚地址被映象成实地址。简单地说，虚拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存储器，它通过把主、辅存统一起来管理，结用户造成一种仿佛系统内有巨大主存供用户使用的假象。例如页式虚存管理，一道作业被划分成若干页，其中较活跃的几页放在内存，而其余不活跃的页被放在辅存，当需要访问辅存内的页时，就可通过页面调度将其调人内存运行；但用户感觉不到这种变化，他会以为作业的所有部分都存在于主存。这样可以让更多的作业进入主存，提高系统的效率。

2．存储管理的基本任务是什么？

答：(1)管理内存空间；

(2)进行虚拟地址（或：逻辑地址）到物理地址的转换；

(3)实现内存的逻辑扩充；

(4)完成内存信息的共享和保护。

3．简述固定分区和可变分区在管理方式上的区别。

答：固定分区的管理方式：分区的个数、大小均固；一个分区只放一个作业。可变分区的管理方式：分区大小和个数依作业情况而定；作业进入主存时才建分区。

4．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，同样需要经历保护CPU现场、分析中断原因、转缺页中断处理程序进行处理、恢复CPU现场等步骤。但缺页中断又是一种特殊的中断，它与一般中断的主要区别是：

（1）在指令执行期间产生和处理中断信号。通常，CPU都是在一条指令执行完后去检查是否有中断请求到达。若有便去响应中断；否则继续执行下一条指令。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。例如，对于一条读取数据的多字节指令，指令本身跨越两个页面，假定指令后一部分所在页面和数据所在页面均不在内存，则该指令的执行至少产生两次缺页中断。

5．试述分页系统和分段系统的主要区别。

    答：分页和分段有许多相似之处，比如两者都不要求作业连续存放。但在概念上两者

完全不同，主要表现在以下几个方面：

(1)页是信息的物理单位，分页是为了实现非连续分配，以便解决内存碎片问题，或者说分页是由于系统管理的需要。段是信息的逻辑单位，它含有一组意义相对完整的信息，分段的目的是为了更好地实现共享，满足用户的需要。

(2)页的大小固定且由系统确定，将逻辑地址划分为页号和页内地址是由机器硬件实现的，而段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序，通常由编译程序在对源程序进行编译时根据信息的性质来划分。

(3)分页的作业地址空间是一维的；分段的地址空间是二维的。

6．假定占有m块(初始为空)的进程有一个页访问串，这个页访问串的长度为p,其中涉及到n个不同的页号。对于任何页面替换算法，求出；

(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?

答：(1)缺页中断次数的下界是m

(2)缺页中断次数的上界是p。

三．应用题

1．在一个请求分页存储管理系统中，一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，当分配给该作业的物理块数分别为3、4时，试计算采用下述页面淘汰算法时的缺页次数(假设开始执行时主存中没有页面)，并比较所得结果。

(1)最佳置换法(OPT)

(2)先进先出法(FIFO)

解：(1)根据所给页面走向，使用最佳页面置换算法时，页面置换情况如下：(略)

物理块为3时，缺页次数为7；

物理块为4时，缺页次数为6。

由上述结果可以看出，增加分配给作业的内存块数可以降低缺页次数。

 (2)根据所给页面走向，使用先进先出页面置换算法时，页面置换情况如下：（略）

物理块为3时，缺页次数为9；

物理块为4时，缺页次数为10。

由上述结果可以看出，对先进先出算法而言，增加分配给作业的内存块数反而出现缺页次数增加的异常现象。

2．某采用页式存储管理的系统，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。当内存块数量为4时，请分别用先进先出(FIFO)调度算法和最近最少使用(LRU)调度算法，计算作业执行过程中会产生多少次缺页中断?写出依次产生缺页中断后应淘汰的页。(所有内存开始时都是空的，凡第一次用到的页面都产生一次缺页中断。要求写出计算过程)

答：采用先进先出(FIFO)调度算法，共产生10次缺页中断，依次淘汰的页是1、2、3、4、5、6，（页面调度过程略）；

采用最近最少使用(LRU)调度算法，共产生8次缺页中断，依次淘汰的页是3、4、5、6，（页面调度过程略）。

3．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：115，228，120，88，446，102，321，432，260，167，若该作业的第0页已经装入主存，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：按（1）FIFO调度算法（2）LRU调度算法将产生多少次缺页中断，缺页中断率为多少，依次淘汰的页号是什么。

答：（1）按FIFO调度算法将产生5次缺页中断；

依次淘汰的页号为：0，1，2；

缺页中断率为：5/10=50% 。

（2）按LRU调度算法将产生6次缺页中断；

依次淘汰的页号为：2，0，1，3；

 缺页中断率为：6/10=60% 。

 

4．在一个请求分页系统中，假定系统分配给一个作业的物理块数为3，并且此作业的页面走向为2、3、2、1、5、2、4、5、3、2、5、2。试用FIFO和LRU两种算法分别计算出程序访问过程中所发生的缺页次数。

解：在本题中，分配给作业的物理块数为3。

(1) 根据所给页面走向，使用FIFO算法时，页面置换情况如下：

 

缺页次数为9。

(2) 根据所给页面走向，使用LRU算法时，页面置换情况如下：

 

缺页次数为7。

5．在一个段式存储管理系统中，段表内容如下：

 

试求下述逻辑地址对应的物理地址是什么？

 

解：(1)由于第0段的内存始址为210，段长为500，故逻辑地址[O，430]是合法地址。逻辑地址[0，430]对应的物理地址为210十430＝640。

(2)由于第1段的内存始址为2350，段长为20，故逻辑地址[1，10]是合法地址。逻辑地址[1，10]对应的物理地址为2350+10=2360。

(3)由于第2段起始地址为100，段长为90，所给逻辑地址[2，500]非法。

(4)由于第3段的内存始址为1350，段长为590，故逻辑地址[3,400]是合法地址。逻辑地址[3,400]对应的物理地址为1350十400＝1750。

(5)由于第4段的内存始址为1938，段长为95，所给逻辑地址[4，l12]非法。

(6)由于系统中不存在第5段，所给逻辑地址[5，32]非法。