操作系统资料第四章答案

１、Ａ：③Ｂ：③Ｃ：④Ｄ：④Ｅ：①２、Ａ：①Ｂ：④Ｃ：②３、Ａ：①Ｂ：③Ｃ：⑤４、Ａ：②Ｂ：④５、Ａ：①Ｂ：③Ｃ：④６、Ａ：③Ｂ：④Ｃ：①７、Ａ：①Ｂ：②Ｃ：④Ｄ：①８、Ａ：④Ｂ：②９、④１０、Ａ：③Ｂ：④Ｃ：②Ｄ：⑤１１、Ａ：③Ｂ：④１２、Ａ：②Ｂ：③Ｃ：④１３、Ａ：①Ｂ：②Ｃ：③Ｄ：⑤１４、Ａ：②Ｂ：③１５、Ａ：⑤Ｂ：④１６、②⑥１７、Ａ：②Ｂ：⑤Ｃ：③１８、Ａ：③Ｂ：④Ｃ：①１９、Ａ：⑤Ｂ：①Ｃ：③Ｄ：①Ｅ：③二、填空题１、内存分配、内存保护、对换、内存扩充。２、地址递增、空闲区大小递增。３、紧凑、重定位、动态重定位。４、段表寄存器、段表长度、段长。５、对换空间管理、进程换入、进程换出。６、阻塞、优先级最低、就绪且换出、在外存中驻留最久。７、进程、页面、分段。８、提高内存利用率、页表太长、页表长度、页内碎片增大。９、页号、页内偏移量、段号、段内偏移量。１０、页号、物理块号。１１、页表始址、页号、物理块号。１２、页表目录、页表首址、一页（块）。１３、页表始址、页表长度、进程的ＰＣＢ中。１４、便于访问、分段共享、分段保护、动态链接。１５、物理块号、段的内存始址、段长。１６、物理、系统管理、逻辑、用户。１７、用户、二维。１８、一次性、连续性、离散性１９、页表始址、物理块号、指令或数据２０、装入、调用２１、多次性、对换性、请求调页（段）和页（段）置换。２２、地址变换机构、缺页中断机构。２３、状态位、访问字段、修改位、外存地址。２４、固定分配、可变分配。２５、预调页策略、请求调页策略。２６、最佳、最近最久未用、最近未用、最少使用。２７、共享进程计数、存取控制、段号。问答题1.答：⑴、内存区域的分配和管理：通过建表、查表、改表和回收登录内存使用情况，系统或用户申请内存时按选定的分配算法确定分区等，保证分配和回收；⑵、内存的扩充技术：使用虚拟存储或自动覆盖技术提供比实际内存更大的空间；⑶、内存的保护技术：各道作业、任务或进程在自己所属区域中运行，不破坏别的作业或不被“别人”破坏，更不要破坏整个系统工作。2、⑴、目标程序所在的空间称为地址空间，即程序员用来访问信息所用的一系列地址单元的集合。由内存中一系列存储单元所限定的地址范围称为内存空间或存储空间。⑵、：用户程序经编译之后的每个目标模块都是以0为基地址顺序编址，这种地址叫相对地址或逻辑地址。内存中各物理存储单元的地址是从统一的基地址顺序编址，它是数据在内存中的实际存储地址，这种地址叫绝对地址或物理地址。⑶、：虚地址即用户程序地址，实地址即内存中实际存储地址。⑷、重定位是把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程。根据重定位时机的不同，又分为静态重定位（装入内存时重定位）和动态重定位（程序执行时重定位）。⑸、虚拟存储器是一种存储管理技术，用以完成用小的内存实现在大的虚空间中程序的运行工作。它是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。但是虚拟存储器的容量并不是无限的，它由计算机的地址结构长度所确定，另外虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。3.答：把内存和用户逻辑地址空间都分成同样大小的块分别称为实页和虚页，利用页表建立起虚页和实页的联系，通过地址变换将虚页的逻辑地址转换成实页的物理地址。页式系统的逻辑地址分为页号和页内位移量。页表包括页号和块号数据项，它们一一对应。根据逻辑空间的页号，查找页表对应项找到对应的块号，块号乘以块长，加上位移量就形成存储空间的物理地址。每个作业的逻辑地址空间是连续的，重定位到内存空间后就不一定连续了。此外，页表中还包括特征位（指示该页面是否在内存中）、外存地址、修改位（该页的内容在内存中是否修改过）等。页式存储管理在动态地址转换过程中需要确定某一页是否已经调入主存。若调入主存，则可直接将虚地址转换为实地址，如果该页未调入主存，则产生缺页中断，以装入所需的页。能满足用户扩大内存的需求，动态页式管理提供了内存与外存统一管理的虚存实现方式；内存利用率高；不要求作业连续存放，有效解决“碎片问题”。4.答：有4种常用的页面淘汰算法：⑴、先进先出法（FIFO）：先进入内存的页先被换出内存。它设计简单，实现容易，但遇到常用的页效率低。⑵、最近最少使用页面先淘汰（LRU）：离当前时间最近一段时间内最久没有使用过的页面先淘汰。这种算法其实是照顾循环多的程序，其它则不能提高效率，且实现时不太容易。⑶、最近没有使用页面先淘汰（NUR）：是LRU的一种简化算法，“0”“1”分别表示某页没被访问或被访问。它较易于实现，开销也较少。⑷、最优淘汰算法（OPT）：系统预测作业今后要访问的页面，淘汰页是将来不被访问的页面或者在最长时间后才被访问的页面。它保证有最少的缺页率，但它实现困难，只能通过理论分析用来衡量其它算法的优劣。5.答：虚拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存储器，是操作系统采用内外存的交换技术逻辑上提供对物理内存的扩充。采用虚拟存储器技术时，操作系统根据程序执行的情况，随机对每个程序进行换入、换出，用户却没有察觉，得到了一个比真实内存空间大得多的地址空间。所以从逻辑上说采用虚拟存储器能扩大内存存储空间。6.答：在多道系统中，对换是指系统把内存中暂时不能运行的某部分作业写入外存交换区，腾出空间，把外存交换区中具备运行条件的指定作业调入内存。对换是以时间来换取空间，减少对换的信息量和时间是设计时要考虑的问题。由于CPU在某一时刻只能执行一条指令，所以一个作业不需要一开始就全装入内存，于是将作业的常驻部分装入内存，而让那些不会同时执行的部分共享同一块内存区，后调入共享区的内容覆盖前面调入的内容，这就是内存的覆盖技术。两者的区别主要有：交换技术由操作系统自动完成，不需要用户参与，而覆盖技术需要专业的程序员给出作业各部分之间的覆盖结构，并清楚系统的存储结构；交换技术主要在不同作业之间进行，而覆盖技术主要在同一个作业内进行；另外覆盖技术主要在早期的操作系统中采用，而交换技术在现代操作系统中仍具有较强的生命力。7.答：相同点：它们都要提供给用户方便的方法来进行分配和管理存储空间，都有自己的分配算法。它们都要考虑保护问题，使作业或文件不被破坏。不同点：内存管理还要使用扩充技术以增大虚拟空间。外存管理提供给用户键盘命令及系统调用的控制操作。8.答：区式：为支持多道程序运行而设计的一种最简单的存储管理方式。早期操作系统的存储管理中使用较普遍。页式：利用划分大小相等的虚页和实页存储。它允许程序的存储空间是不连续的，提高了内存的利用率。段式：拥护程序被划分成有逻辑意义的段。它便于段的共享及新数据的增长。9.答：应进行各逻辑段的合并及地址重定位，及将逻辑地址转变为物理地址。10最近最久未使用算法LRU:选择内存中最久未使用的页面被置换。这是局部性原理的合理近似，性能接近最佳算法。该算法必须对每个页面都设置有关的访问记录项，而且每次访问都必须更新这些记录。最不经常使用算法LFU：选择到当前时间为止被访问次数最少的页面被置换。这只要在页表中给每一页增设一个访问计数器即可实现，当该页被访问时，计数器加1，当发生一次缺页中断时，则淘汰计数值最小的那一页，并将所有的计数器清零。最近没有使用页面置换算法NUR：从那些最近一个时期内未被访问的页中任选一页淘汰。在页表中增设一个访问位来实现，当某页被访问时，访问位置1，否则置0。系统周期性地对引用位清零。当需淘汰一页时，从那些访问位为零的页中任选一页淘汰。11、答：静态重定位是在链接装入时一次集中完成的地址转换，但它要求连续的一片区域，且重定位后不能移动，不利于内存空间的有效使用。所以要引入动态重定位，它是靠硬件地址变换部分实现的。通常采用重定位寄存器等实现。12.答：分页式是将线性地址空间直接分成大小相同的页进行存储，段式则是根据用户有逻辑意义的程序模块划分地址空间。页的共享是使相关进程的逻辑空间中的页指向相同的内存块，若页中既有共享的部分又有不共享的部分则不好实现。页面保护必须设置存储保护键指明对其内容的存取权限。实现页（段）的共享是指某些作业的逻辑页号（段号）对应同一物理页号（内存中该段的起始地址）。页（段）的保护往往需要对共享的页面（段）加上某种访问权限的限制，如不能修改等；或设置地址越界检查，对于页内地址（段内地址）大于页长（段长）的存取，产生保护中断。因为页的划分没有逻辑意义，故共享和保护不便实现。段的共享一般是硬件实现，要比页的共享容易的多。段的保护可由存储保护键和界限寄存器实现。13、能将内存中暂时不运行的进程或暂时不用的程序和数据，换到外存上，以腾出足够的内存空间，把已具备运行条件的进程或进程所需的程序和数据换入内存，从而大大地提高了内存的利用率.14FIFO淘汰算法：内存块为3时，缺页中断（或称缺页次数、页面故障）为9；内存块为4时，缺页中断为10。（这似乎是一个奇怪的现象，同时也告诉我们，操作系统是一个复杂的机构，直观是靠不住的！）LRU淘汰算法：内存块为3时，缺页中断为10；内存块为4时，缺页中断为8。15答：逻辑地址0A5CH）所对应的二进制表示形式是：0000101001011100，由于1K=210，下划线部分前的编码为000010，表示该逻辑地址对应的页号为3查页表，得到物理块号是4（十进制），即物理块地址为：0001001000000000，拼接块内地址0000000001011100，得0001001001011100，即125C（H）。16答：逻辑地址（2154）表示段号为2，即段首地址为480K，154为单元号，则实际物理地址为480K+154。