操作系统内存练习题及答案.pdf

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1、 首都师范大学 2010-2011 学年第一学期 操作系统内存练习答案 Capital Normal University fall semester of 2010/2011 Exercises for Memory Management Answer Name Id number 姓名 学号 毛题号 一 二 总分 得分 一、选择题：一、选择题：本大题共 30 个小题，每小题 2 分，共 60分。在给出的四个选项中，只有一项是符合题意的，把所选项前的字母填在题后的括号内。得分评卷人 1、下列关于存储器管理功能的论述中，（）和（）是正确的。即使在多道程序设计的环境下，用户也能设计用物理地址直接

2、访问内存的程序；内存分配最基本的任务是为每道程序分配内存空间，其所追求的主要目标是提高存储空间的利用率；为了提高内存保护的灵活性，内存保护通常由软件实现；交换技术已不是现代操作系统中常用的技术；地址映射是指将程序空间中的逻辑地址变为内存空间的物理地址；虚拟存储器是物理上扩充内存容量。A）；B）；C）；D）；2、提高内存利用率主要是通过内存分配功能实现的，内存分配的基本任务是为每道程序（）。使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（）功能实现的。分配内存；内存保护；地址映射；对换；内存扩充；逻辑地址到物理地址的变换；内存到外存间交换；允许用户程序的地址空间大于内存空间。A）；B）；C）；D

3、）；3、静态重定位是在作业的（）中进行的，动态重定位是在作业的（）中进行的。编译过程；装入过程；修改过程；执行过程。A）；B）；C）；D）；装 订 线 内 请 勿 答 题 装 订 线 内 请 勿 答 题 第 1 页 共 8 页 4、静态链接是在（）进行的；而动态链接是在（）或（）进行的，其中在（）进行链接，可使得内存利用率最高。编译某段程序时；装入某段程序时；调用某段程序时；紧凑时（即内存紧缩）；装入程序之前。A）；B）；C）；D）；5、由连续分配方式发展为分页存储管理方式；再由分页系统发展为分段系统，进而又发展为段页式系统的主要动力是（）。提高内存利用率；提高系统吞吐量；满足编程需要；既满足

4、编程要求，又提高内存利用率。A）B）C）D）6、在动态分区式内存管理中，倾向于优先使用低址部分空闲区的算法是（）；能使内存空间中空闲区分布得较均匀的算法是（）；每次分配时，把既能满足要求，又是最小的空闲区分配给进程的算法是（）。最佳适应算法；最坏适应算法；首次适应算法；循环首次适应算法（即 Next fit）。A）；B）；C）；D）；7、在首次适应算法中，要求空闲分区按（）的顺序形成空闲分区链；在最佳适应算法中是按（）的顺序形成空闲分区链；最坏适应算法是按（）的顺序形成空闲链。空闲区起始地址递增；空闲区起始地址递减；空闲区大小递增；空闲区大小递减。A）；B）；C）；D）；8、对外存对换区的管理

5、应以（）为主要目标，对外存文件区的管理应以（）为主要目标。提高系统吞吐量；提高存储空间的利用率；降低存储费用；提高换入换出速度。A）；B）；C）；D）；9、在页式存储管理中，其虚拟地址空间是（）的：在段式存储管理中，其虚拟地址空间是（）的；在段页式存储管理中，其虚拟地址空间是（）的。一维；二维；三维；层次。A）；B）；C）；D）；第 2 页 共 8 页 10、在没有快表的情况下，分页系统每访问一次数据，要访问（）次内存；分段系统每访问一次数据，要访问（）次内存；段页式系统每访问一次数据，要访问（）次内存。1；2；3；4。A）；B）；C）；D）；11、通常情况下，在下列存储管理方式中，（）支持多

6、道程序设计、管理最简单，但存储碎片多；（）使内存碎片尽可能少，而且使内存利用率最高。段式；页式；段页式；固定分区；可变分区。A）；B）；C）；D）；12、下述存储管理方式中，会产生内部碎片的是（），会产生外部碎片的是（）。页式和段式。页式和段页式。动态分区方式和段式。动态分区方式和段页式。A）；B）；C）；D）；13、请求分页存储管理系统，若把页面的大小增加一倍，则缺页中断次数的变化为（）。A）减少一半 B）增加一倍 C）无变化 D）不确定 14、一个虚拟存储器，其地址空间的大小等于（）。A）辅存的容量加上主存的容量 B）地址系统的字长所决定的容量 C）主存的容量 D）辅存的容量 15、从下列

7、关于非虚拟存储器的论述中，选出一条正确的论述（）。A）作业在运行前，必须全部装入内存，运行过程中也一直驻留内存 B）作业在运行前，不必全部装入内存，运行过程中不必一直驻留内存 C）作业在运行前，不必全部装入内存，运行过程中必须一直驻留内存 D）作业在运行前，必须全部装入内存，运行过程中不必一直驻留内存 16、虚拟存储器的特征是基于（）。A）计算机的高速性 B）大容量的内存 C）大容量的硬盘 D）局部性原理 17、实现虚拟存储器最关键的技术是（）。A）内存分配 B）置换算法 装 订 线 内 请 勿 答 题 C）请求调页(段)D）对换空间管理 第 3 页 共 8 页 18、在请求分页系统的页表增加

8、了若干项，其中状态位供（）参考。A）分配页面 B）置换算法 C）程序访问 D）换出页面 19、在请求分页系统的页表增加了若干项，其中修改位供（）参考。A）分配页面 B）置换算法 C）程序访问 D）换出页面 20、在请求分页系统的页表增加了若干项，其中访问位供（）参考。A）分配页面 B）置换算法 C）程序访问 D）换出页面 21、在请求分页系统的页表增加了若干项，外存始址供（）参考。A）分配页面 B）置换算法 C）程序访问 D）换出页面 22、在请求调页系统中，若逻辑地址中的页号超过页表控制寄存器中的页表长度，则会引起（）。A）输入/输出中断 B）时钟中断 C）越界中断 D）缺页中断 23、在请

9、求调页系统中，若所需的页不在内存中，则会引起（）。A）输入/输出中断 B）时钟中断 C）越界中断 D）缺页中断 24、从下面关于请求分段存储管理的叙述中，选出一条正确的叙述（）。A）分段的尺寸受内存空间的限制，且作业总的尺寸也受内存空间的限制 B）分段的尺寸受内存空间的限制，但作业总的尺寸不受内存空间的限制 C）分段的尺寸不受内存空间限制，且作业总的尺寸不受内存空间的限制 D）分段的尺寸不受内存空间的限制，但作业总的尺寸受内存空间的限制 25、测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率 20，用于对换空间的硬盘的利用率 97.7，其他设备的利用率 5。由此断定系统出现异常。此种情

10、况下（）能提高 CPU的利用率。A）安装一个更快的硬盘 B）通过扩大硬盘容量，增加对换空间 C）增加运行进程数 D）减少运行的进程数 26、条件同上题（）。A）加内存条，增加物理空间容量 B）增加一个更快速的 CPU C）增加其他更快的 IO设备 D）使用访问速度更快的内存条 27、“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 第 4 页 共 8 页 28、下面哪种内存管理方法有利于程序的动态链接（）？A）分段存储管理 B）分页存储管理 C）可变式分区管理 D）固定式分区管理 29、为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运

11、行的程序应具有的特性是（）。A）该程序不应含有过多的 I/O操作 B）该程序的大小不应超过实际的内存容量 C）该程序应具有较好的局部性(Locality)D）该程序的指令相关不应过多 30、在请求调页系统中，用户程序凡未装入过内存的页都应从（）调入。A）系统区 B）文件区 C）缓冲 区 D）对换区 四、综合题：四、综合题：本大题有 4小题，共 40分。1、在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，有一用户作业，它依次要访问的指令地址序列为：110，215，128，86，456，119，301，445，266，337。单位（字）若该作业的第 0 页已经装入内存，现分配给该作业的主存共 300 字，页的

12、大小为 100 字，请回答下列问题。a按 FIFO 调度算法将产生多少次缺页中断？缺页中断率为多少？b按 LRU调度算法将产生多少次缺页中断？缺页中断率为多少？【答案】采用 FIFO调度算法时，缺页中断率为 4/10=40%；采用 LRU调度算法时，缺页中断率为 5/10=50%。【分析】本题给出的是具体的逻辑地址，要求根据页面大小写出虚页号，从而得出页面踪迹。计算时注意起始地址，假设逻辑地址从 0 开始，页面大小为100 字，可以求得页面走向的虚页号分别为：1，2，1，0，4，1，3，4，2，3。根据题意，0 页已经调入内存，分配的内存为 300 字，每页 100 字，则分配给该进程的是 3

13、 个页框。那么，当采用 FIFO调度算法时，其页面置换如下表所示。虚页号 1 2 1 0 4 1 3 4 2 3 A 1 2 2 2 4 4 3 3 3 3 B 0 1 1 1 2 2 4 4 4 4 C 0 0 0 1 1 2 2 2 2 缺页 Y Y N N Y N Y N N N 得分评卷人 装 订 线 内 请 勿 答 题 第 5 页 共 8 页 共缺页 4 次。当采用 LRU调度算法时，其页面置换如下表所示。虚页号 1 2 1 0 4 1 3 4 2 3 A 1 2 1 0 4 1 3 4 2 3 B 0 1 2 1 0 4 1 3 4 2 C 0 0 2 1 0 4 1 3 4 缺页

14、 Y Y N N Y N Y N Y N 共缺页 5 次。2、在某个请求分页管理系统中，假设某进程的页表内容如下表所示。页号 页框（Page Frame）号 有效位（存在位）0 120H 1 1-0 2 850H 1 页面大小为 4KB，一次内存的访问时间是 200ns，一次快表（TLB）的访问时间是 20ns，处理一次缺页的平均时间为 109ns（己含更新TLB和页表的时间），进程的驻留集大小固定为二页，采用最近最久未使用置换算法（LRU）和局部置换策略。假设TLB初始为空；地址转换时先访问TLB，若TLB未命中，再访问页表（忽略访问页表之后的TLB更新时间）；有效位为 0 表示页面不在内存

15、，产生缺页中断，缺页中断处理后，返回到产生缺页中断的指令处重新执行。设有虚地址访问序列 2345H、1876H、258FH，请问：a依次访问上述三个虚地址，各需多少时间？给出计算过程。b基于上述访问序列，虚地址 1876H的物理地址是多少？请说明理由。【答案】（a）根据页式管理的工作原理，应先将页号和页内位移地址分解出来。页面大小为 4KB，即 212，则得到页内偏移量占虚地址的低 12 位，那么页号占剩余高 4位。可得三个虚地址的页号如下表。地址 页号 页内位移 2345H 2 345H 1876H 1 876H 258FH 2 58FH 2345H 指令，页号为 2，访问快表 20ns，找

16、不到页框，因条件所给初始为空，需要再到内存访问页表，花费 200ns 得到页框号，合成物理地址后去主存取指令需要花费 200ns。总时间 20ns+200ns+200ns=420ns。1876H指令页号为 1，访问快表 20ns，不在TLB，访问页表 200ns，不在内存，发生缺页中断花费 109ns，取得新页框号（含TLB更新），合成物理地址后去主存取指令需要花费 200ns。总时间 20ns+200ns+109ns+200ns 109ns。258FH 指令，页号为 2，访问快表，因第一次访问己将该页号放入快表，因此花费20ns便可合成物理地址，访问主存取指 200ns，共计 20ns+20

17、0ns=220ns。第 6 页 共 8 页（b）当访问虚地址 1876H 时，因不在内存而产生缺页中断，因驻留集为二页，现在已有 0 页和 2 页在内存，必须从中淘汰一个页面，从而将新 1 页调入内存。根据 LRU 置换算法，0 页和 2 页除有效位以外的其它信息未知，但是，第 2页刚刚访问过，其引用位应刚置为 1 且时间间隔不长，根据最近最久未使用置换算法，相比之下应首先淘汰 0 号页面，因此 1876H的对应页框号为 120H。由此可得 1876H的物理地址为 120876H。3、某一台计算机采用虚拟存储管理技术，共有 6 个页框，它们的进入内存时间、上次引用时间、引用位（R）、存在位（P

18、或称有效位）及修改位（M）如下表所示。其中时间单位为虚拟时间值，请问，当采用 NRU、FIFO、LRU和 Clock 算法将替换哪一页？（此时，Clock 指针指向 0 页）页 进入时间 上次引用时间 R P M 0 1380 4880 1 1 1 1 2890 3000 1 1 0 2 1100 3400 1 1 1 3 0080 2330 0 0 0 4 2440 4110 0 1 0 5 1950 2100 0 0 1 NRU算法淘汰的是第 4页。FIFO算法淘汰的是第 2页。LRU算法淘汰的是第 1页。Clock 算法淘汰的是第 4页。【分析】NRU 算法是从那些最近一个时期内未被访问

19、过的页中选择不需要回写磁盘的页面淘汰掉，若都一样则随机选择。从表中可以看出，R 位和 M 位均为0 的页面只有第 4 页，故先淘汰。FIFO 算法是淘汰最先进入内存的页面，由表中可以看到，第 3 页进入内存的时间最早，但是它已经不在内存了（P 位为 0），故重新选择页面，符合要求的是第 2 页，因此按 FIFO算法淘汰 2 页。LRU 算法淘汰最近最久未使用的页，由表中可以看到，第 5 页的上次引用时间最早，但是也已经被淘汰了，继续找，发现第 1 页的上次引用时间最早，因此，淘汰第 1 页。Clock 算法只是根据 R 位判断，由于当前指针指向了第 0 页，其 R 位为 1，清零后指向第 1

20、页，依次清零直到第 4页，故淘汰第 4 页。装 订 线 内 请 勿 答 题 第 7 页 共 8 页 4、某虚拟存储器的用户地址空间为 32 个页面，每页 1K，主存有 16K。假定某时刻操作系统为用户的第 0，1，2，3 页分配的物理页面为 5，10，4，7，见下表，而该用户的作业长度为 6 页，试将十六进制虚拟地址 0A5C，103C，1A5C，转换成物理地址，并分析转换过程中可能发生的现象。0 5 1 10 2 4 3 7 4、【答案】由于用户地址为 32X1K=32K 大小，主存有 16K，显然只能部分装入。页面和页框的大小为 1K，故，地址 0A5C（Hex）=000010100101

21、1100=000010 1001011100（bin）其中，前 6 位为页号，后 10 位为页内地址，页号为 000010（bin）=2（Hex）查表，对应页框号为 4（Hex）=000100（bin）那么，000100 1001011100=0001001001011100（bin）=125C（Hex）物理地址 同理 103C（Hex）=000100 0000111100（bin）其中，页号为 0000100（bin）=4（Hex）6 页（06 已经 7 页了），因此产生越界中断。【分析】内存地址转换是本章中经常会出现的题目，同学注意找出逻辑地址和物理地址的对应关系，逻辑地址的长度和物理地址的长度。例 3.10 已经说明了，逻辑地址（虚拟地址）可以少于物理地址，也可以大于物理地址，在例 3.10的分析里已经说明。通常，逻辑地址会大于物理地址，因此，大部分逻辑地址的位数会大于物理地址，此时就需要页表来进行映射了。因是多对少，因此必然会有对应不上的（即不在内存的），甚至会有超出范围越界的（如本题第三问）。又由于有时页面的分配是非 16 位进制，因此还需要展开为 2 进制来进行分析。第 8 页 共 8 页