内容发布更新时间 : 2024/11/9 0:15:05星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

6、段式存储管理中分段是由用户决定的，因此（）

（1）段内的地址和段间的地址都是连续的。（2）段内的地址是连续的，而段间的地址是不连续的。（3）段内的地址是不连续的，而段间的地址是连续的。（1）段内的地址和段间的地址都是不连续的。

4.6虚拟存储器基本概念

1、简述“虚拟”在操作系统中的应用。

提示：虚拟存储管理、虚拟设备、分时系统中的cpu等。

2、判断：虚拟存储器的大小等于或小于内存和外存的容量之和。（西电） 3、判断：虚拟存储器的大小可比主存容量大，也可比主存容量小。（电子科大） 4、判断：cpu的地址空间决定了计算机的最大存储容量 5、交换扩充了主存，因此，交换也实现了虚拟存储器，对吗？

6、总体上说，按需调页是个很好的虚拟内存管理策略。但是有些情况并不适合，判断：（堆栈；线性搜索；矢量运算；二分法搜索（浙大06） 提示：按需调页适合运行的程序师具有局部性现象的程序，即最好是对数据进行顺序访问的程序。矢量运算就是数组运算，数组存放是连续的，所以数组运算就是临近的数据的运算，满足局部性。二分法搜索先找中间的那个元素，如果没有找到，就再找前面数过去的1/4位置或倒数1/4的位置，再这样找下去，显然每次搜寻的元素都不是相邻的，所以不满足局部性。

7、判断：请求页式存储管理系统中，若把页面的大小增加一倍，则缺页中断次数也减少一半。

8、在虚拟分页存储管理中，（）没有优先考虑最近使用过的页面。（选项：最优页面替换算法；第二次机会算法；LRU算法；时钟页面替换算法；NFU算法；最近未使用页面算法）一台小型计算机有4个页框（页0-页3）。在第一个时钟周期时R位是0111（页0是0，其他是1）。在随后的时钟周期中这个值是1011，1010，1101，0010，1010，1100，0001。如果使用带有8位计数器的老化算法，最后一个周期后页2的计数器值是（）。 9、在一个32位计算机的虚拟页式存储管理系统中，怎样解决页表非常庞大的问题？请给出具体解决方案（假设页面大小为4K，用户空间为2GB，每个内存块用4字节表示）

10、测得某个采用按需调页策略的系统部分状态数据为：CPU利用率20%，对换空间的磁盘利用率98%，其他设备的利用率5%，由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高利用率（安装一个更快的硬盘；通过扩大硬盘容量增加对换空间；增加运行进程数；加内存条来增加物理内存容量；更换速度更快的CPU；采用更快的I/O设备。） （浙大98）

11、在请求分页系统中，地址变换过程可能会因为（）、（）、（）等原因而产生中断。 12、在请求分页管理系统中，需要哪些数据结构？（页表、块位图） 13、某请求页式系统，允许用户空间为32个页面（每页1KB），主存为16KB，若一个用户程序有10页长，某时刻该进程的页表如下所示： 虚页号 0

物理块号 8 26

是否在TLB中 是 1 2 3 4 5 6 其他 7 4 10 5 3 2 无效 是 否 否 否 是 是 问：（1）计算虚地址0AC5H、1AC5H对应的物理地址。 （2）页表存放在主存中，对主存的一次存取需要1.5ns，对TLB表的查找时间忽略为0，试问这两次访问共耗费多少时间？（浙大04）

14、已知某系统页面长为4KB，页表项4B，采用多层分页策略映射64位虚拟地址空间，若限定最高层页表占1页，问需要采用几层分页策略？

提示；由于每层页表的大小都不超过一页，所以每层的页号不超过10位。10*n+12>=64,所以采用6层。 15、一台机器有48位虚地址和32位物理地址，页面是8K，问在页表中需要多少个页表项？一个倒置的页表需要多少页表项呢？

16、一个程序要把100×100的数组的初值置为“0”，现在假定有两个内存块可以用来存放数组信息，每个内存块可以存放200个数组元素，数组中的元素按行编址。两个内存块的初始状态都为空，若程序编写如下： （1）int A [100,100]; For i=1 to 100 For j=1 to 100 A[i,j]=0; （1）int A [100,100]; For j=1 to 100 For i=1 to 100 A[i,j]=0; 当采用LRU页面置换算法时，（1）和（2）两个程序各会产生多少次缺页？

17、在请求页式存储管理系统中，页的大小为128字节。有一个64*64的整型数组，系统按行存储，每个整数占用两个字节。若系统为它分配一个贮存块存放数据，且程序已经驻留内存。试问实现为该数组清零操作时，可能产生多少次缺页中断。程序的代码编写如下： int A [64,64]; int i，j；

For （i=0； i<64;i++） For （j=0； j<64;j++） A[i,j]=0;

18、某页式虚存系统中，假定访问内存的时间是10ms，平均缺页中断处理时间是25ms，平均缺页中断率为5％。计算在该虚存系统中，平均有效访问时间是多少？

19、某操作系统的存储管理采用页式管理系统，系统的物理地址空间大小为32M，页的大小

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是4K，假定某进程的大小为32页，问： （1）写出逻辑地址格式；

（2）如果不考虑权限位，该进程的页表有多少项？每项至少多少位？

20、已知某系统页长4KB，页表项4B，采用多层分页策略映射64位虚址空间。若限定最高层页表占1页，问它可以采用几层分页策略？ 21、一台计算机上的一条指令执行平均需要k纳秒，其上的某个操作系统处理一次页故障需要n纳秒，如果计算机上的程序执行平均m条指令发生一次缺页，问实际的指令执行时间为多少？

提示：=(m*k+n)/m

22、在分页系统中，其页表存放在内存中。

（1）如果对内存的一次存取需要100微秒，则实现一次页面访问至少需要的存取时间是多少？

（2）若系统有快表，快表的命中率为80％，当页表项在快表中时，其查询快表的时间为20微秒，问此时的存取时间是多少？

23、有一页式系统，其页表存放在主存中。

（1）如果对主存的一次存取需要1.5微秒，试问实现一次页面访问的存取时间是多少？ （2）如果系统增加快表，平均命中率为85％，若忽略快表查找时间，问此时的存取时间为多少？

24、在页式虚拟存储管理系统中，假定驻留集为M个页帧（初始所有页帧均为空），在长为P的引用串中具有N个不同页号（N>M），对于FIFO何LRU两种页面替换算法，试求出页故障的上限和下限，说明理由。

25、假定某一页式虚拟存储器，内存的平均访问时间为1微秒，辅存的平均访问时间为10毫秒，问如果希望虚拟存储器的平均访问时间仅比内存的增加10％，则需要页面失效率是多少？

26、一个计算机有cache，有一个用作虚拟内存的磁盘。若从cache中读取一个字所用的时间为Ans，从内存中将一个字读入cache的时间为Bns，从磁盘中将一个字调入内存的时间为Cns。若在cache中读取一个字的命中率是（n-1）/n，在内存中读取一个字的命中率是(m-1)/m,则平均访问时间是多少？

27、内存的利用率不高主要表现为哪几种形式？可以通过哪些途径来提高内存的利用率？ 28、人们观察到在两次页故障之间执行的指令数与分配给程序的页框数成正比，即可用内存加倍，页故障的平均间隔也加倍。假设一条普通指令需要1μs，但若发生了页面故障就需要2001μs。一个程序运行了60s，期间发生了1500次页面故障，如果该页面的可用内存时原来的2倍，这个程序运行需要多少时间：

提示：处理页面故障的时间=2001-1=2000μs，该程序共有指令数=（60s-1500*2000μs）/μs=57000000条，增加内存后，该页面故障次数为1500/2次，页面故障处理时间为

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=750*2000μs=1500000μs，则该程序运行时间为=1500000μs+57000000μs=58.5s。

29、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q个不同的页号，对于任何页面置换算法，问：（1）缺页中断次数的下届和上届分别是多少？

30、覆盖技术与虚拟存储技术有何本质不同？交换技术与虚拟存储有何不同？

提示：覆盖技术中，覆盖段由用户设计，用户自身对内存的划分要参与操作；虚拟存储技术是由系统提供逻辑空间给用户使用，而用户并不真正了解内存的情况，物理空间的划分和管理由系统完成；交换技术是讲内存中暂时没有运行的进程调出内存，但并没有提供大于实际内存空间的逻辑空间给用户使用，该技术并不是直接面向用户的；虚拟技术可以调出正在运行的进程的内容，它是提供更大的逻辑空间供用户使用，是直接面向用户的。

31、某计算机系统执行一条指令需10ns，一次缺页需额外的20ms，如果每1000000条指令发生一次缺页，则指令平均执行时间为多少？ 32、在某页式虚存管理系统中，假定访问内存的时间是10ms，平均缺页中断处理时间为25ms，平均缺页中断率为5%。试计算在该虚存系统中，平均有效访问时间是多少？

33、请求分页系统必须至少具有三种硬件支持（一定量内存和较大量外存、地址转换机构、缺页中断机构）。

34、实现虚拟存储器的关键技术是（请求调入技术和置换技术）。 35、unix为实现请求分页管理，使用了哪些数据结构？ 答：（1）页表：（2）磁盘块描述表：记录虚页号对应的盘块号。（3）页框数据表：用于描述每个页框。（4）对换使用表：描述对换设备上的每一页的使用情况。

36、虚拟存储系统的基础是程序的局部性理论，此理论的基本含义是（选项:程序执行时对主存的访问是不均匀的；代码的顺序执行；变量的连续访问）；局部性有两种形式：时间局限性和（选项：指令局部性；数据局部性；空间局部性）。它们的意义分别为（选项：最近被访问的单元，很可能在不久的将来还要被访问；最近被访问的单元，很可能它附近的单元也即将被访问；结构化程序设计，很少出现转移语句；程序中循环语句的执行一般时间很长）。根据局部性理论，Denning提出了（选项：Cache结构的思想；工作集理论；LRU算法；） 37、作业在执行中发生缺页中断，经操作系统处理后，应让其执行（）指令。

选择：被中断的前一条；被中断的那一条；被中断的后一条；启动时的第一条。 38、什么是Belady现象？

答：Belady现象是指在使用FIFO置换算法转换时，在进程或作业没有得到它所要求的全部页面的情况下，有时会出现的分配给它的页面数越多，缺页次数反而也越多的现象。 39、名词解释：抖动，工作集。

答：在虚拟存储系统中，由于大量页面的换入换出操作导致CPU利用率急剧下降的现象。工作集是在某段时间间隔里，进程实际要访问的页面的集合。

40、在某页式虚存系统中，假定访问内存的时间是10ns，平均缺页中断处理时间为25ms，平均缺页中断率为5%，试计算在该虚存系统中，平均有效访问时间是多少？ =25ms*5%+10ns*（1-5%）

40、unix系统中的存储管理时采用（A3）方式；对换空间采用（B2）管理方式。 A：（1）请求分页；（2）动态分段；（3）段页式且支持请求调页；（4）段页式且支持请求调段。 B：（1）固定分区；（2）动态分区；（3）分页；（4）分段

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41、下面的程序设计技术和数据结构，对于请求分页的环境而言，（3，5，6）是好的，（2，7）是坏的。 （1）栈；（2）hash表；（3）顺序检索；（4）二分查找；（5）纯代码；（6）向量操作；（7）间接寻址

42、假定某一页式虚拟存储器，内存的平均访问时间为1μs，辅存的平均访问时间为10ms，试问如果希望虚拟存储器的平均访问时间仅比内存的增加10%，则需要页面失效率是多少？ 答：设页面失效率为f，则虚拟存储器的平均访问时间为： （1-f）*1μs+f*10ms=1+9999*f（μs），据题意，1.10＞1+9999*f，所以，f＜0.00001

43、虚拟存储管理利用了交换区、内存已经Cache。假设从Cache读取一个字节数据需Ans；如果该数据不在Cache，却在内存，则从内存读至Cache需Bns，然后还需从Cache得到；如果该数据既不在Cache，又不在内存，则从交换区读入内存需Cns，然后还需传至Cache，才能读取。已知Cache的命中率为n，内存的命中率为m，求平均访问时间。

44、现有一请求分页的虚拟存储器，内存最多容纳4个页面，对于下面的引用串：1，2，3，4，5，3，4，1，6，7，8，9，5，4，5，4，2.分别采用FIFO,LRU,OPT页面替换算法，各将产生多少次缺页中断？

第五章 设备管理

5.1 I/O系统

1、判断：（1）共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备。

（2）字符设备的基本特征是可寻址到字节，即能指定输入的源地址和输出的目标地址；

（3）共享设备是指同一时间内运行的多个进程能同时访问的设备； （4）在分配共享设备和独占设备时都可能引起死锁； （5）通道是处理输入、输出的软件；

（6）所有外围设备的启动工作都由系统统一来做； （7）来自通道的I/O中断由设备管理负责处理； （8）编制好的通道程序是存放在主存储器中的。

（9）只有引入通道后，cpu计算与I/O操作才能并行执行。

（9）设备控制器是可编址设备，当用于控制多台设备时，则具有多地址（对） （10）处理器与外围设备的并行工作能力是由（）提供的：硬件；系统软件；应用软件；支援软件。

（11）存储型设备可以作为主存储器的扩充，信息传输单位为块。

（12）按设备的使用特性，可将计算机设备分为存储型设备和输入输出设备。 （13）输入输出型设备负责主存储器与外围设备间的信息传输，信息传输单位是字符。 （14）存储型设备一般属于共享设备，而输入输出型设备则属于独占设备。 （15）独占设备一般不宜采用静态分配策略。

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