操作系统存储管理习题.优秀PPT.ppt
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1、第四章第五章第四章第五章 存储管理习存储管理习题题1、某系统接受动态分区存储管理技术,某时刻内存、某系统接受动态分区存储管理技术,某时刻内存中有三个空闲区,它们的首地址和大小分别为:中有三个空闲区,它们的首地址和大小分别为:空闲区空闲区1(100KB,10KB)空闲区空闲区2(200KB,30KB)空闲区空闲区3(300KB,15KB)(1)画出该时刻内存安排图;画出该时刻内存安排图;(2)用首次适应法和最佳适应法画出此时的空闲分区用首次适应法和最佳适应法画出此时的空闲分区链;链;(3)有如下作业序列:有如下作业序列:作业作业1需求需求15KB,作业,作业2需求需求16KB,作业作业3需求需求
2、10KB,用哪种算法能将该作业序列装入内存?用哪种算法能将该作业序列装入内存?(给出简要安给出简要安排过程排过程)100K(1)110K200K230K300K315K10KB30KB15KB(2)100K10KB200K30KB300K15KB首次适应法首次适应法最佳适应法最佳适应法100K10KB300K15KB200K30KB100K110K200K230K300K315K10KB30KB15KB(3)100K110K200K230K300K315K10KB15KB15KB作业作业1215K首首次次适适应应法法100K110K200K230K300K315K作业作业314KB作业作业1作
3、业作业2216K100K110K200K230K300K315K10KB30KB15KB最最佳佳适适应应法法2、考考虑虑一一个个由由8个个页页面面,每每页页1K字字节节组组成成的的逻逻辑辑空空间间,把把它它映映射射到到由由32个个物物理理块块组组成的存储器。问:成的存储器。问:(1)有效的逻辑地址有多少位?)有效的逻辑地址有多少位?(2)有效的物理地址有多少位?)有效的物理地址有多少位?解解此此题题的的关关键键是是要要知知道道在在分分页页管管理理中中,“页页”和和“块块”是是一一样样大大小小的的,这这样样才才知知道道物物理存储器是理存储器是32K。(1)逻辑地址有逻辑地址有13位位(2)物理地
4、址有)物理地址有15位位3、若若在在一一分分页页存存储储管管理理系系统统中中,某某作作业业的的页页表表如如下下所所示示。已已知知页页面面大大小小为为1024字字节节,试试将将逻逻辑辑地地址址1011,2148,3000,5012转化为相应的物理地址。转化为相应的物理地址。页号页号块号块号01232316为了描述便利,设页号为为了描述便利,设页号为P,页内位移为,页内位移为W,逻辑地,逻辑地址为址为A,内存地址为,内存地址为M,页面大小为,页面大小为L,n依据依据P=int(A/L)W=AmodLn对于逻辑地址对于逻辑地址1011nP=int(1011/1024)=0nW=1011mod1024
5、=1011nA=1101=(0,1101)n查页表查页表0号页在号页在2号块,所以物理地址为号块,所以物理地址为M=1024*2+1101=3059。n对于逻辑地址为对于逻辑地址为2148nP=2148/1024=2nW=2148mod1024=100nA=2148=(2,100)n查页表查页表2号页在号页在1号块,所以物理地址为号块,所以物理地址为M=1024*1+100=1124。n对于逻辑地址为对于逻辑地址为3000qP=3000/1024=2qW=3000mod1024=952qA=3000=(2,952)n查页表查页表2号页在号页在1号块,所以物理地址为号块,所以物理地址为M=102
6、4*1+952=1976n对于逻辑地址对于逻辑地址5012qP=5012/1024=4qW=5012mod1024=916n因页号超过页表长度,该逻辑地址非法。因页号超过页表长度,该逻辑地址非法。4、某虚拟存储器的用户空间共有、某虚拟存储器的用户空间共有32个页面,每页个页面,每页1KB,主存,主存16KB。试问:。试问:(1)逻辑地址的有效位是多少?)逻辑地址的有效位是多少?(2)物理地址须要多少位?)物理地址须要多少位?(3)假定某时刻系统用户的第)假定某时刻系统用户的第0,1,2,3页分别安排的物理页分别安排的物理块号为块号为5,10,4,7,试将虚地址,试将虚地址0A5C和和093C变
7、换为物理地变换为物理地址。址。n(1)程序空间的大小为)程序空间的大小为32KB,因此逻辑地址的有效位数是,因此逻辑地址的有效位数是15位。位。n(2)内存储空间的大小是)内存储空间的大小是16KB,因此物理地址至少须要,因此物理地址至少须要14位。位。n(4)用同样的方法可以求得,)用同样的方法可以求得,093C的物理地址是的物理地址是113CH。5、考虑一个分页存储器,其页表存放在内存。、考虑一个分页存储器,其页表存放在内存。(*)(1)若若内内存存的的存存取取周周期期为为0.6us,则则CPU从从内内存存取取一一条指令(或一个操作数)需多少时间?条指令(或一个操作数)需多少时间?(2)若
8、若运运用用快快表表且且快快表表的的命命中中率率为为75,则则内内存存的的平均存取周期为多少?平均存取周期为多少?假定访问快表的时间可以忽视不计假定访问快表的时间可以忽视不计(1)因因为为页页表表放放在在内内存存,故故取取一一条条指指令令(或或一一个个操操作作数数)须须访访问问两两次次内内存存,所所以以需需0.6us2=1.2us的的时时间。间。(2)这这里里假假定定访访问问快快表表的的时时间间可可以以忽忽视视不不计计,命命中中快表时取数只要一次访存,故此时的平均存取周期为快表时取数只要一次访存,故此时的平均存取周期为0.6us0.75+1.2us(1-0.75)=0.75us关关键键:要要知知
9、道道访访问问快快表表的的时时间间可可以以忽忽视视不不计计和和平平均均存存取周期的概念。取周期的概念。6、某某段段式式存存储储管管理理系系统统中中,有有一一作作业业的的段段表表(SMT)如如下下表表所所示示,求求逻逻辑辑地地址址0,65,1,55,2,90,3,20对对应应的的主主存存地地址址(按按十十进进制制)。(其其中中方方括括号号中中的的第第一一个个元元素素为为段段号号,其次个元素为段内地址)其次个元素为段内地址)段号段号段长段长(容量)(容量)主存起主存起始地址始地址状态状态01232005010015060085010001110逻逻辑辑地地址址0,65:对对应应的的主主存存地地址址为
10、为60065665。逻逻辑辑地地址址1,55:因因段段内内地地址址超超过过段段长长,所所以以产生段地址越界中断。产生段地址越界中断。段号段号段长段长(容量)(容量)主存起主存起始地址始地址状态状态01232005010015060085010001110逻逻辑辑地地址址2,90:对对应应的的主主存存地地址址为为1000901090。逻逻辑辑地地址址3,20:因因为为状状态态位位为为0,即即该该段段在在辅辅存中,所以产生缺段中断。存中,所以产生缺段中断。段号段号段长段长(容量)(容量)主存起主存起始地址始地址状态状态01232005010015060085010001110n虚拟内存的实际大小由
11、系统的逻辑地址结构、虚拟内存的实际大小由系统的逻辑地址结构、主存、辅存容量共同确定。主存、辅存容量共同确定。n虚拟内存容量的理论值是虚拟内存容量的理论值是210*220=1G;n最大段内地址为最大段内地址为220=1M,超过,超过512K的内存容的内存容量,故最大实际段长为量,故最大实际段长为512k而不是而不是1M。n所以可计算虚拟存储容量为所以可计算虚拟存储容量为n210*512K=210*0.5M=0.5G。n0.5G2G,因此虚拟存储器的实际容量是,因此虚拟存储器的实际容量是0.5G。7、有一计算机系统,内存容量为、有一计算机系统,内存容量为512K,辅存容量,辅存容量为为2G,逻辑地
12、址形式为:段号,逻辑地址形式为:段号2920bit段内地址段内地址190bit。求其虚拟存储器的实际容量?。求其虚拟存储器的实际容量?(*)n8、在恳求分页存储管理系统中,存取一次、在恳求分页存储管理系统中,存取一次内存的时间是内存的时间是8us,查询一次快表的时间是,查询一次快表的时间是1us,缺页中断的时间是,缺页中断的时间是20us,n假设页表的查询与快表的查询同时进行假设页表的查询与快表的查询同时进行。当查询页表时,假如该页在内存但快表中当查询页表时,假如该页在内存但快表中没有页表项,系统将自动把该页页表项送没有页表项,系统将自动把该页页表项送入快表。入快表。(*)n1、求对某一数据进
13、行一次存取可能须要的、求对某一数据进行一次存取可能须要的时间?时间?n2、连续对同一页面上的数据进行、连续对同一页面上的数据进行4次连续次连续读取,求每次读取数据可能须要的时间读取,求每次读取数据可能须要的时间?当系统对数据进行存取时,有当系统对数据进行存取时,有3种可能性。种可能性。1、所存取的数据的页面在内存,其页表项已经存所存取的数据的页面在内存,其页表项已经存储到快表,储到快表,此时存取数据的时间是:查询快表的时间此时存取数据的时间是:查询快表的时间+存取内存数据的时间存取内存数据的时间=1us+8us=9us2、所存取的数据的页面在内存,但是其页表项没所存取的数据的页面在内存,但是其
14、页表项没有存储到快表有存储到快表,没有命中快表,此时存取数据的时间,没有命中快表,此时存取数据的时间是:查询页表的时间是:查询页表的时间+存取内存数据的时间存取内存数据的时间=8us+8us=16us3、所存取的数据的页面不在内存,发生缺页中断,所存取的数据的页面不在内存,发生缺页中断,此时存取数据的时间是:此时存取数据的时间是:查询页表的时间查询页表的时间+缺页中断的时间缺页中断的时间+访问页表的时访问页表的时间间+存取内存数据的时间存取内存数据的时间=8us+20us+8us+8us=44us当对某一数据进行当对某一数据进行4次连续读取时:次连续读取时:第第1次可能的时间分别为:次可能的时
15、间分别为:1us+8us=9us;8us+8us=16us;8us+20us+8us+8us=44us。第第2次时,对应页面的页表项已经交换到快次时,对应页面的页表项已经交换到快表中。因为存取是连续的,不存在页面被淘汰表中。因为存取是连续的,不存在页面被淘汰的可能性,所以第的可能性,所以第2次、第次、第3次、第次、第4次的存取次的存取时间是一样的,消耗的时间为时间是一样的,消耗的时间为1us+8us=9us。9、考虑一个有快表的恳求分页系统、考虑一个有快表的恳求分页系统设内存的读写周期为设内存的读写周期为1us,内外存之间传送一个页面的平均时间内外存之间传送一个页面的平均时间为为5ms,其中,
16、其中,80%状况下命中快表,状况下命中快表,10%状状况下页面失效(缺页)况下页面失效(缺页)求内存的有效存取时间。求内存的有效存取时间。(*)n内存的有效存取时间内存的有效存取时间EAT(EfficentAccessTime)也叫平均存取时间也叫平均存取时间AAT(AverageAccessTime),其计算公式如下:,其计算公式如下:EAT命中快表时的存取时间命中快表时的存取时间快表命中率快表命中率命中内存时的存取时间命中内存时的存取时间内存命中率内存命中率页面失效时的存取时间页面失效时的存取时间页面失效率页面失效率将题中的已知条件代入可得将题中的已知条件代入可得EAT=1us80%+2u
17、s(100-80-10)%+(1us+5000us+1us+1us)10%=0.8us+0.2us+500.3us=501.3us10、一个运用快表的页式虚存,(、一个运用快表的页式虚存,(1)快表的命中率为快表的命中率为70,内存的存取周,内存的存取周期为期为1us;(;(2)缺页时,若内存有可)缺页时,若内存有可用空间或被置换的页面在内存未被修用空间或被置换的页面在内存未被修改过,则处理一个缺页需改过,则处理一个缺页需8ms,否则,否则需需20ms,假定被置换的页面,假定被置换的页面60是属是属于后一种状况。于后一种状况。问:为了保证有效存取时间不超过问:为了保证有效存取时间不超过2us,
18、问可接受的最大缺页率是多少?,问可接受的最大缺页率是多少?设可接受的最大缺页率为设可接受的最大缺页率为p,则有,则有1us0.7+命中快表命中快表2us(1-0.7-p)+命中页表命中页表(0.48ms+0.620ms)p缺页缺页=2us即即0.7+0.6-2p+3200p+1200p=215198p=0.7p=0.00004611、在分页存储管理系统中,存取一次内存的时间、在分页存储管理系统中,存取一次内存的时间是是8us,查询一次快表的时间是,查询一次快表的时间是1us,缺页中断的时,缺页中断的时间是间是20us。假设页表的查询与快表的查询同时进行,当查询页假设页表的查询与快表的查询同时进
19、行,当查询页表时,假如该页在内存但快表中没有页表项,系统表时,假如该页在内存但快表中没有页表项,系统将自动把该页页表项送入快表。将自动把该页页表项送入快表。一个作业最多可保留一个作业最多可保留3个页面在内存。个页面在内存。现起先执行一作业,系统连续对作业的、现起先执行一作业,系统连续对作业的、5、7、6、4、2各页面的数据进行各页面的数据进行1次存取,如分别次存取,如分别接受接受FIFO算法和最优页面置换算法,求每种算法下算法和最优页面置换算法,求每种算法下存取这些数据须要的总时间存取这些数据须要的总时间?nLRUn第第2页面:页面:208*3n第第4页面:页面:20+8*3n第第5页面:页面
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