2022年操作系统第4章练习题 .pdf
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1、第 4 章 存储器管理4.1 典型例题解析【例 1】某系统采用动态分区分配方式管理内存,内存空间为640K,高端 40K 用来存放操作系统。在内存分配时,系统优先使用空闲区低端的空间。对下列的请求序列:作业1申请130K、作业2 申请 60K、作业 3 申请 100K、作业 2 释放 60K、作业 4 申请 200K、作业 3释放 100K、作业 1 释放 130K、作业 5 申请 140K、作业 6 申请 60K、作业 7 申请 50K、作业 6 释放 60K,请分别画图表示出使用首次适应算法和最佳适应算法进行内存分配和回收后内存的实际使用情况。首次适应算法最佳适应算法动作已分配分区(作业,
2、始址,大小)空闲分区(始 址,大小)己分配分区(作业,始址,大小)空闲分区(始址,大小)作业 1 申请 130K l,0,130 130,470 l,O,130 130,470 作业 2 申请 60K l,0,130 2,130,60 190,410 1,O,130 2,130,60 190,410 作业 3 申请 100K 1,0,130 2,130,60 3,190,100 290,310 1,O,130 2,130,60 3,190,100 290,310 作业 2 释放 60K l,0,130 3,190,100 130,60 290,310 l,0,130 3,190,100 130
3、,60 290,310 作业 4 申请 200K 1,O,130 3,190,100 4,290,200 130,60 490,1lO l,0,130 3,190,100 4,290,200 130,60 490.110 作业 3 释放 100K l,0,130 4,290,200 130,160 490,110 l,0,130 4,290,200 490,110 130,160 作业 l 释放 130K 4,290,200 0,290 490,110 4,290,200 490,110 0,290 作业 5 申请 140K 4,290,200 5,0,140 140,150 490,110
4、4,290,200 5,0,140 490,110 140,150 作业 6 申请 60K 4,290,200 5,O,140 6,140,60 200,90 490,110 4,290,200 5,0,140 6,490,60 550,50 140,150 作业 7 申请 50K 4,290,200 5,0,140 6,140,60 7,200,50 250,40 490,110 4,290,200 5,O,140 6,490,60 7,550,50 140,150 作业 6 释放 60K 4,290,200 5,0,140 7,200,50 140,60 250,40 490,110 4,
5、290,200 5,0,140 7,550,50 490,60 140,150 答:使用首次适应算法和最佳适应算法进行上述内存的分配和回收后,内存的实际使用情况分别如图(a)和(b)所示。0 作业 5 140K 200K 作业 7 250K 290K 作业 4 490K 600K OS 640K(a)0 作业 5 140K 290K 作业 4 490K 550K 作业 7 600K OS 640K(b)【例 2】对一个将页表存放在内存中的分页系统:(1)如访问内存需要02s,有效访问时间为多少?(2)如果加一快表,且假定在快表中找到页表项的机率高达90,则有效访问时间又是多少(假定查快表需花的
6、时间为0)?答:(1)有效访问时间为:2 02=04s(2)有效访问时间为:09 02+(109)2 0 2022 ps。【例 3】某系统采用页式存储管理策略,拥有逻辑空间32 页,每页 2K,拥有物理空间1M。(1)写出逻辑地址的格式。(2)若不考虑访问权限等,进程的页表有多少项?每项至少有多少位?(3)如果物理空间减少一半,页表结构应相应作怎样的改变?答:(1)该系统拥有逻辑空间32 页,故逻辑地址中页号必须用5 位来描述:而每页为2K,因此,页内地址必须用11 位来描述,这样可得到它的逻辑地址格式如下:15 11 10 0 页号页内地址(2)每个进程最多有32 个页面,因此,进程的页表项
7、最多为32 项;若不考虑访问权限等,则页表项中只需给出页所对应的物理块块号,1M 的物理空间可分成29 个内存块,故每个页表项至少有9 位(3)如果物理空间减少一半,则页表中页表项数仍不变,但每项的长度可减少1 位。【例 4】已知某分页系统,主存容量为64K,页面大小为1K,对一个4 页大的作业,其0、l、2、3 页分别被分配到主存的2、4、6、7 块中。(1)将十进制的逻辑地址1023、2500、3500、4500 转换成物理地址。(2)以十进制的逻辑地址1023 为例画出地址变换过程图。答:(1)对上述逻辑地址,可先计算出它们的页号和页内地址(逻辑地址除以页面大小,得到的商为页号,余数为页
8、内地址),然后通过页表转换成对应的物理地址。逻辑地址1023:1023 1K,得到页号为0,页内地址为1023,查页表找到对应的物文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6
9、ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档
10、编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X
11、10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S
12、6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1
13、文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V
14、4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1理块号为2,故物理地址为2 1K+1023=3071。逻辑地址2500:25001K,得到页号为2,页内地址为452,查页表找到对应的
15、物理块号为 6,故物理地址为6 IK+452=6596。逻辑地址3500:3500IK,得到页号为3,页内地址为428,查页表找到对应的物理块号为 7,故物理地址为7 1K+428=7596。逻辑地址4500:45001K,得到页号为4,页内地址为404,因页号不小于页表长度,故产生越界中断。(2)逻辑地址1023 的地址变换过程如下图所示,其中的页表项中没考虑每页的访问权限。【例 5】已知某系统页面长4KB,页表项4 字节,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,问它可以采用几层分页策略。(浙江大学2000 年考题)答:由题意,64 位虚拟地址的虚拟空间大小为26
16、4.页面长为4KB,页表项 4 字节,所以一个页面可存放1K 个表项。由于最高层页表占1 页,也就是说其页表项个数最多为1K 个,每一项对应一页,每页又可存放1K 个页表项,依次类推可知,采用的分页层数为:6 层。【例 6】对于下表所示的段表,请将逻辑地址(0,137),(1,4000),(2,3600),(5,230)转换成物理地址。段号内存始址段长O 50K 10K l 60K 3K 2 70K 5K 3 120K 8K 4 150K 4K 段表答:(1)段号 0 小于段表长5,故段号合法;由段表的第0 项可获得段的内存始址为50K,段长为10K;由于段内地址137,小于段长10K,故段内
17、地址也是合法的,因此可得出对应的物理地址为50K+137=5l337。(2)段号 l 小于段表长,故段号合法;由段表的第l 项可获得段的内存始址为60K,段长为 3K:经检查,段内地址4000 超过段长3K,因此产生越界中断。文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2
18、C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J
19、2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9
20、Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3
21、J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q
22、3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:C
23、R9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1文档编码:CR9Z4C7V4X10 HP3J2C4D5S6 ZE4Q3J2Z9O1(3)段号 2 小于段表长,故段号合法
24、;由段表的第2 项可获得段的内存始址为70K,段长为5K;故段内地址3600 也合法。因此,可得出对应的物理地址为70K+3600=75280。(4)段号 5 等于段表长,故段号不合法,产生越界中断。【例 7】在一个请求分页系统中,假如一个作业的页面走向为4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,目前它还没有任何页装入内存,当分配给该作业的物理块数目M 为 3 时,请分别计算采用 OPT、LRU 和 FIFO 页面淘汰算法时访问过程中所发生的缺页次数和缺页率。答:(1)使用 FIFO 算法时,访问过程中发生缺页的情况为:当物理块数目M 为 3 时,缺页次数为 9,缺页率为912(如下表所
25、示)。4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 4 4 4 1 1 1 5 5 5 5 5 5 3 3 3 4 4 4 4 4 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 1 1(2)使用 OPT 算法时,访问过程中发生缺页的情况为:当物理块数目M 为 3 时,缺页次数为7,缺页率为7 12(如下表所示)。4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 2 1 1 2 1 1 1 5 5 5 5 5 5(3)使用 LRU 算法时,访问过程中发生缺页的情况为:当物理块数目M 为 3 时,缺页次数为 lO,缺页率
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