存儲(chǔ)管理例題2023/8/51第1頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月存儲(chǔ)器管理名詞解釋題段式管理對(duì)換(SWAPPING)頁式管理頁面淘汰快表虛存地址重定位可再入程序抖動(dòng)邏輯空間物理空間覆蓋內(nèi)零頭外零頭可再入程序請(qǐng)求頁式管理請(qǐng)求段式管理2023/8/52第2頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第四章存儲(chǔ)器管理二.填空題1.在可變分區(qū)存儲(chǔ)管理中,為實(shí)現(xiàn)地址映射,一般由硬件提供兩個(gè)寄存器,一個(gè)是基址寄存器,另一個(gè)是(限長_).2.聯(lián)想寄存器(相聯(lián)存儲(chǔ)器)的最重要、最獨(dú)到的特點(diǎn)是(并行__).3.在虛擬段式存儲(chǔ)管理中,若邏輯地址的段內(nèi)地址大于段表中該段的段長,則發(fā)生____中斷.4.在存儲(chǔ)管理中,為進(jìn)程分配內(nèi)存時(shí),取滿足申請(qǐng)要求且長度最大的空閑區(qū)域,這一算法稱為(最差)分配.5.在頁式存儲(chǔ)管理中，由(系統(tǒng))將用戶程序劃分為若干相等的頁.6.在存儲(chǔ)管理中，引入快表的目的是_____.7.在虛存系統(tǒng)中不能實(shí)現(xiàn)但可以作為衡量其它頁面淘汰算法標(biāo)準(zhǔn)的頁面淘汰算法是(最佳).8.清內(nèi)存指令只能在(管態(tài))狀態(tài)下執(zhí)行.2023/8/53第3頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第四章存儲(chǔ)器管理二.填空題9．在采用請(qǐng)求分頁式存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，地址變換可能會(huì)因?yàn)椋ㄈ表摚?操作保護(hù))和（越界保護(hù)）等原因而產(chǎn)生中斷。10．在可變分區(qū)存儲(chǔ)管理中，分區(qū)的保護(hù)通常采用（地址越界）和（非法操作）兩種方式。11．在分區(qū)分配算法中，首次適應(yīng)算法傾向于優(yōu)先利用內(nèi)存中（低地址）部分的空閑分區(qū)，從而保留了（高地址）部分的大空閑區(qū)。12．請(qǐng)求分段式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)必須至少具有三種硬件支持：即（段表）、（缺段中斷）和（地址變換）。13.（虛擬）存儲(chǔ)管理方案可解決小內(nèi)存運(yùn)行大作業(yè)。14.分區(qū)管理中采用“最佳適應(yīng)”分配算法時(shí),把空閑區(qū)按(按小到大)次序登記在空閑分區(qū)表中.15.作業(yè)在執(zhí)行中發(fā)生了缺頁中斷，經(jīng)操作系統(tǒng)處理后,應(yīng)讓其執(zhí)行(被中斷的)指令.2023/8/54第4頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第四章存儲(chǔ)器管理二.填空題16．在虛存管理中,虛擬地址空間是指邏輯地址空間,實(shí)地址空間是指(物理);前者的大小只受(機(jī)器的地址長度)限制,而后者的大小受(物理內(nèi)存大小限制)限制.17．若選用的()算法不合適,可能會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象.18．虛擬存儲(chǔ)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)是程序的(局部性)理論。19.在段頁式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，每道程序都有一個(gè)(段表)和一組(頁表)20.假設(shè)某程序的頁面訪問序列為1,2,3,4,5,2,3,1,2,3,4,5,1,2,3,4且開始執(zhí)行時(shí)主存中沒有頁面,則在分配給該程序的物理塊數(shù)是3且采用FIFO方式時(shí)缺頁次數(shù)是();在分配給程序的物理塊數(shù)是4且采用FIFO方式時(shí),缺頁次數(shù)是().在分配給該程序的物理塊數(shù)是3且LRU方式時(shí),缺頁次數(shù)是().在分配給該程序的物理塊數(shù)為4且采用LRU方式時(shí),缺頁次數(shù)是().2023/8/55第5頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第四章存儲(chǔ)器管理判斷題1.虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)可以在每一臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn).╳2.在虛存系統(tǒng)中,只要磁盤空間無限大,作業(yè)就能擁有任意大的編址空間.╳3.在內(nèi)存為M的分時(shí)系統(tǒng)中,當(dāng)注冊(cè)的用戶有N個(gè)時(shí),每個(gè)用戶擁有M/N的內(nèi)存空間.4.大多數(shù)虛擬系統(tǒng)采用OPT(優(yōu)化)淘汰算法是因?yàn)樗_實(shí)可以得到最小的缺頁率.╳5.在請(qǐng)求頁式存儲(chǔ)管理中,頁面淘汰所花費(fèi)的時(shí)間不屬于系統(tǒng)開銷.╳6.頁式存儲(chǔ)管理中,用戶應(yīng)將自己的程序劃分成若干相等的頁.╳7.存儲(chǔ)保護(hù)的目的是限制內(nèi)存的分配.╳8.清內(nèi)存指令只能在管態(tài)下執(zhí)行.√9.在頁式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中,頁面長度是根據(jù)程序長度動(dòng)態(tài)地分配的.╳

2023/8/56第6頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第四章存儲(chǔ)器管理判斷題10.所謂最近最少使用（LRU）頁面調(diào)度算法是指將駐留在內(nèi)存中使用次數(shù)最少的頁面淘汰掉.╳11.由于現(xiàn)代操作系統(tǒng)提供了程序共享的功能，所以要求被共享的程序必須是可再入程序.√12.在頁式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，頁面長度固定并且是硬件的設(shè)計(jì)特性.√4.大多數(shù)虛擬系統(tǒng)采用OPT(優(yōu)化)淘汰算法是因?yàn)樗_實(shí)可以得到最小的缺頁率.╳13.存儲(chǔ)保護(hù)的功能是限制內(nèi)存存取.√14.請(qǐng)求分頁存儲(chǔ)管理系統(tǒng)，若把頁面的大小增加一倍，則缺頁中斷次數(shù)會(huì)減少一半。（╳）15.為了使程序在內(nèi)存中浮動(dòng),編程時(shí)都使用邏輯地址。因此，必須在地址轉(zhuǎn)換后才能得到主存的正確地址(√)

2023/8/57第7頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第四章存儲(chǔ)器管理選擇題1、以下哪種算法不屬于多個(gè)分區(qū)的可變分區(qū)存儲(chǔ)管理方式的主存分配算法（D）A最先適應(yīng)分配算法 B最優(yōu)適應(yīng)分配算法 C最壞適應(yīng)分配算法 D最后適應(yīng)分配算法2、在固定分區(qū)管理方式中，處理器執(zhí)行作業(yè)時(shí)，對(duì)每條指令中的地址要求滿足（B）A下限地址≤絕對(duì)地址≥上限地址 B下限地址≤絕對(duì)地址≤上限地址 C上限地址≤絕對(duì)地址≤下限地址 D上限地址≤絕對(duì)地址≥上限地址 3、以下敘述中，不正確的是（D）A采用動(dòng)態(tài)重定位，在必要時(shí)可以改變裝入的作業(yè)在主存中的存放區(qū)域B采用動(dòng)態(tài)重定位的系統(tǒng)支持“程序浮動(dòng)”C采用靜態(tài)重定位的系統(tǒng)不支持“程序浮動(dòng)”D采用動(dòng)態(tài)和靜態(tài)重定位的系統(tǒng)都支持“程序浮動(dòng)”

2023/8/58第8頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月4、

在頁式存儲(chǔ)管理中，假定地址用m個(gè)二進(jìn)制位表示，其中頁內(nèi)地址部分占用了n個(gè)二進(jìn)制位，那么最大的作業(yè)允許有（B）個(gè)頁面。A 2n B 2(m-n) C 2m D 2(m+n)

5、

關(guān)于一個(gè)分區(qū)的存儲(chǔ)管理，以下敘述不正確的是（B）A一個(gè)分區(qū)的存儲(chǔ)管理每次只允許一個(gè)作業(yè)裝入主存儲(chǔ)器B一個(gè)分區(qū)的存儲(chǔ)管理中，必須采用動(dòng)態(tài)重定位的方式進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換C一個(gè)分區(qū)的存儲(chǔ)管理適用于單道程序的系統(tǒng)D要將一個(gè)分區(qū)的存儲(chǔ)管理運(yùn)用到分時(shí)系統(tǒng)中，需采用與對(duì)換技術(shù)相結(jié)合的方式6、

下面哪種算法不屬于頁式虛擬存儲(chǔ)管理中的頁面調(diào)度算法（C）A先進(jìn)先出調(diào)度算法 B最近最少用調(diào)度算法 C優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法 D最近最不常用調(diào)度算法7、

缺頁中斷率與哪個(gè)因素?zé)o關(guān)（D）A分配給作業(yè)的主存塊數(shù) B頁面的大小和調(diào)度算法C程序編制方法 D作業(yè)的邏輯地址2023/8/59第9頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月8、很好地解決了“零頭”問題的存儲(chǔ)管理方法是(A)A頁式存儲(chǔ)管理B段式存儲(chǔ)管理C多重分區(qū)管理D可變式分區(qū)管理9、在存儲(chǔ)管理中,(D)可與覆蓋技術(shù)配合.A頁式管理 B段式管理 C段頁式管理 D可變分區(qū)管理10、虛擬存儲(chǔ)器的最大容量(B)A為內(nèi)外存容量之和 B由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)決定C是任意的 D由作業(yè)的地址空間決定11.下述(A)頁面淘汰算法會(huì)產(chǎn)生BELADY現(xiàn)象.A先進(jìn)先出B最近最少使用C最不經(jīng)常使用D最佳

2023/8/510第10頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月1、簡(jiǎn)述頁式存儲(chǔ)管理中設(shè)置頁表和快表的作用。答：頁式存儲(chǔ)管理中設(shè)置的頁表指出了邏輯地址中的頁號(hào)與所占的主存塊號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。頁式存儲(chǔ)管理在用動(dòng)態(tài)重定位方式裝入作業(yè)時(shí)，要利用頁表做地址轉(zhuǎn)換工作。快表是存放在高速緩存中的部分頁表。由于采用頁表做地址轉(zhuǎn)換，讀寫內(nèi)存數(shù)據(jù)時(shí)CPU要訪問兩次主存。有了快表，有時(shí)只要訪問一次高速緩存以及一次主存即可，這樣就提高了查找的速度和指令執(zhí)行的效率。2023/8/511第11頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月1、頁式存儲(chǔ)管理中，一個(gè)由4個(gè)頁面，每頁有1024個(gè)字節(jié)組成的邏輯空間，把它裝入到有64個(gè)物理塊的存儲(chǔ)器中，請(qǐng)問：1）邏輯地址需要多少位二進(jìn)制數(shù)來表示？2）絕對(duì)地址需要多少位二進(jìn)制數(shù)來表示？答：1）由于共有4個(gè)頁面，所以邏輯頁號(hào)需要2位二進(jìn)制數(shù)表示，每頁1024個(gè)字節(jié)需要10位二進(jìn)制數(shù)表示，所以，邏輯地址需要12位二進(jìn)制數(shù)表示。2）因?yàn)橹鞔嬗?4個(gè)物理塊，需要6位二進(jìn)制數(shù)來表示，塊的大小與頁的大小相等，所以塊內(nèi)地址也需要10位二進(jìn)制數(shù)，所以，絕對(duì)地址需要用16位二進(jìn)制數(shù)表示。。2023/8/512第12頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月1、什么是缺頁中斷率？影響缺頁中斷率的因素有哪些？

答：假設(shè)作業(yè)執(zhí)行中訪問頁面的總次數(shù)為A，其中有F次訪問的頁面尚未裝入主存，故產(chǎn)生F次缺頁中斷。于是定義f=F/A，f稱為缺頁中斷率。

影響缺頁中斷率的因素有：1）分配給作業(yè)的主存塊數(shù)；2）頁面的大小；3）程序編制方法；4）頁面調(diào)度算法。

2023/8/513第13頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月1、試述缺頁中斷與一般中斷的主要區(qū)別。

答：答：缺頁中斷作為中斷，同樣需要經(jīng)歷保護(hù)CPU現(xiàn)場(chǎng)、分析中斷原因、轉(zhuǎn)缺頁中斷處理程序進(jìn)行處理、CPU現(xiàn)場(chǎng)等步驟。但缺頁中斷又是一種特殊的中斷，它與一般中斷的主要區(qū)別是:

.在指令執(zhí)行期間產(chǎn)生和處理中斷信號(hào).通常,CPU都是在一條指令執(zhí)行完后去檢查是否有中斷請(qǐng)求到達(dá).若有便去響應(yīng)中斷;否則繼續(xù)執(zhí)行下一條指令.而缺頁中斷是在指令執(zhí)行期間,發(fā)現(xiàn)所要訪問的指令或數(shù)據(jù)不在內(nèi)存時(shí)產(chǎn)生和處理的.

.一條指令在執(zhí)行期間可能產(chǎn)生多次缺頁中斷.例如,對(duì)于一條讀取數(shù)據(jù)的多字節(jié)指令，指令本身跨越兩個(gè)頁面,假定指令后一部分所在頁面和數(shù)據(jù)所在頁面均不在內(nèi)存,則該指令的執(zhí)行至少產(chǎn)生兩次缺頁中斷.

2023/8/514第14頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月1、采用可變分區(qū)方式管理主存空間時(shí)，若主存中按地址順序依次有五個(gè)空閑區(qū)，空閑區(qū)的大小分別為45K、40K、15K、200K、150K。現(xiàn)有五個(gè)作業(yè)J1、J2、J3、J4和J5，它們所需的主存依次為13K、36K、108K、43K和195K，如果采用最先適應(yīng)分配算法能把五個(gè)作業(yè)按J1-J5的次序全部裝入主存嗎？用什么分配算法裝入這五個(gè)作業(yè)能使主存利用率最高？答：用最先適應(yīng)算法，這五個(gè)作業(yè)無法全部一次裝入主存。因?yàn)镴1（13K）和J2（36K）能夠裝入前兩個(gè)空閑區(qū)（45K，40K），J3（108K）無法裝入第三個(gè)空閑區(qū)（15K），所以J3（108K）和J4（43K）分別裝入第四個(gè)（200K）和第五個(gè)空閑區(qū)（150K），而J5（195K）就無法裝入主存了。 用最優(yōu)適應(yīng)算法能使主存的利用率最高。此時(shí)，五個(gè)作業(yè)能夠依次全部裝入主存。2023/8/515第15頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月一個(gè)有4個(gè)頁面（頁號(hào)為0-3）組成，每頁有512個(gè)字節(jié)組成的程序，把它裝入一個(gè)由8個(gè)物理快（塊號(hào)為0-7）組成的存儲(chǔ)器中，裝入情況如表所示。給出下面的邏輯地址，請(qǐng)按頁表計(jì)算出絕對(duì)地址。

(a)0，200 (b)1，185 (c)2，815 (d)3，1050

邏輯頁號(hào)

主存塊號(hào)

041627332023/8/516第16頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月答：因?yàn)槊宽撚?12個(gè)字節(jié)，所以主存塊中每塊也有512個(gè)字節(jié)。則主存中各塊的起始地址=塊號(hào)*塊長，它們分別如下。

0塊：0000 1塊：0512 2塊：1024 3塊：1536

4塊：2048 5塊：2560 6塊：3072 7塊：3584

（a）0，200的絕對(duì)地址為：2048+200=2248

（b）1，185的絕對(duì)地址為：3072+185=3257

（c）越界

（d）越界

2023/8/517第17頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月在內(nèi)存管理中,“內(nèi)零頭”,“外零頭”各指的是什么?在固定式分區(qū)分配,可變式分區(qū)分配,頁式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng),段式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中,各會(huì)存在何種零頭?為什么?答:內(nèi)零頭:若存儲(chǔ)單元長度為N,該塊存儲(chǔ)的作業(yè)長度為M,則剩下的長度為(N-M)的空間稱為該單元的內(nèi)部碎片;若存儲(chǔ)單元長度為N,在該系統(tǒng)所采用的調(diào)度算法下較長時(shí)間內(nèi)無法選出一道長度不超過該塊的作業(yè),則稱該塊為外零頭.在固定式分區(qū)分配中兩種零頭均會(huì)存在,因?yàn)榭臻g劃分是固定的,無論作業(yè)長短,存儲(chǔ)單元均不會(huì)隨之變化,若作業(yè)短而存儲(chǔ)塊長則產(chǎn)生內(nèi)零頭,若作業(yè)長而存儲(chǔ)塊短則產(chǎn)生外零頭.在可變式分區(qū)分配中只有外零頭而無內(nèi)零頭,因?yàn)榭臻g劃分是依作業(yè)長度進(jìn)行的,是要多少給多少,但剩下的部分太短而無法再分則成為外零頭頁式虛存中會(huì)存在內(nèi)零頭而無外零頭,因?yàn)榇鎯?chǔ)空間與作業(yè)均分為等長單元,所以不存在無法分配的單元,但作業(yè)長度并不剛好為頁面大小的整數(shù)倍,因此在最后一頁會(huì)有剩余空間,即為內(nèi)零頭段式虛存中會(huì)存在外零頭而無內(nèi)零頭,因段式的空間劃分類似于可邊分區(qū)分配,根據(jù)段長分配,要多少給多少,但會(huì)剩余小空間無法分配,則為外零頭.2023/8/518第18頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月考慮一個(gè)請(qǐng)求分頁系統(tǒng),測(cè)得如下的時(shí)間利用率:CPU:20%,分頁磁盤:97.7,其他外設(shè):5%.下列措施中哪個(gè)(些)可改善CPU的利用率?說明理由.更換速度更快的CPU:更換更大容量的分頁磁盤;增加內(nèi)存中的用戶進(jìn)程數(shù);掛起內(nèi)存中某個(gè)(些)用戶進(jìn)程;采取更快的I/O設(shè)備答:CPU的利用率指的是系統(tǒng)整個(gè)運(yùn)行時(shí)間里,CPU有多少時(shí)間是真正處理用戶的數(shù)據(jù)運(yùn)算.由于磁盤利用率已達(dá)97.7%,說明磁盤空間緊張而影響CPU利用率,更換大容量的磁盤可以提高CPU利用率.慢速外設(shè)往往同快速CPU不匹配.因此提高I/O設(shè)備的速度,也可以CPU的效率.內(nèi)存中進(jìn)程數(shù)增加，可令CPU空閑時(shí)間減少,也可以在一定程度上CPU的利用率.2023/8/519第19頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月

有一個(gè)多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)，采用可變分區(qū)方式管理主存中的用戶空間，且允許移動(dòng)已在主存中的作業(yè)。設(shè)用戶空間為200K，主存空間的分配算法為最先適應(yīng)分配算法，現(xiàn)有如表所示作業(yè)采用先來先服務(wù)進(jìn)行調(diào)度。1、按上述要求填充表中的空白處計(jì)算四個(gè)作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間(40+60+120+60)/4=702023/8/520第20頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月作業(yè)名

進(jìn)入“輸入井”時(shí)間

需計(jì)算時(shí)間（分鐘）

主存要求

裝入主存時(shí)間

開始執(zhí)行時(shí)間

執(zhí)行結(jié)束時(shí)間

周轉(zhuǎn)時(shí)間（分鐘）

A8：304040K8：308：309：1040B8：4030120K8：409：109：4060C8：5050180K10：010：010：50120D9：002080K9：109：4010：0602023/8/521第21頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月1.

有一操作系統(tǒng)采用段式管理，用戶區(qū)主存為512KB，空閑鏈接入空閑鏈表，分配時(shí)截取空塊的前半部分（小地址部分）。初始時(shí)全部空閑。在執(zhí)行了如下申請(qǐng)，釋放操作序列后：(1)reg(300kb),(2)reg(100kb),release(300kb),(3)reg(150kb),(4)reg(50kb),(5)reg(90kb)采用最先適配，空閑表中有哪些空塊，用圖示的方式表示。（指出大小及始址）采用最佳適配，空閑表中有哪些空塊。用圖示的方式表示。（指出大小及始址）若隨后又要申請(qǐng)80KB，針對(duì)上述兩種情況會(huì)產(chǎn)生什么后果？這說明了什么問題？2023/8/522第22頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月

有一矩陣：VARA:ARRAY[1..100,1..100]OFINTEGER;按先行后列次序存儲(chǔ)。在一個(gè)虛存系統(tǒng)中，采用LRU淘汰算法，一個(gè)進(jìn)程有三頁內(nèi)存空間，每頁可以存放200個(gè)整數(shù)，其中第一頁存放程序，且假定程序已經(jīng)在內(nèi)存。程序A:

FORI:=1TO100DOFORJ:=1TO100DOA[I,J]:=0;程序BFORJ:=1TO100DOFORI:=1TO100DOA[I,J]:=0;

分別就程序A和B的執(zhí)行過程計(jì)算缺頁次數(shù)。2023/8/523第23頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月解:

共100*100個(gè)變量，每頁存放200個(gè)，共占100*100/200=50頁。

A(1,1)A(1,2)…….A(1,100)A(2,1)…….A(2,100)A(3,1)A(3,2)…….A(3,100)A(4,1)…….A(4,100)A(99,1)A(99,2)…….A(99,100)A(100,1)…….A(100,100)………..2023/8/524第24頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月程序A的訪問軌跡為：A[1,1],A[1,2],A[1,3],…A[1,100]A[2,1],A[2,2],A[2,3],…A[2,100]..A[100,1],A[100,2],A[100,3],…A[100,100]根據(jù)變量訪問規(guī)律可知訪問頁為：1，2，3，。。。50中斷次數(shù)為50次程序B的訪問軌跡為：

A[1,1],A[2,1],A[3,1],…A[100,1]A[1,2],A[2,2],A[3,2],…A[100,2]..A[1,100],A[2,100],A[3,100],…A[100,100]

可得頁面訪問軌跡