操作系统第五章复习题
一、选择题
1、虚拟存储器功能的管理方法包括（ ）。 A 可变分区存储管理B 基本分页存储管理 C 请求分段存储管理D 段页式存储管理 2、虚拟存储器的最大容量（ ）。 A 由作业的地址空间决定B 是任意的
C 由计算机的地址结构决定的D 为内、外容量之和
3、下面的页面置换算法中会产生所谓Belady 异常现象的是（ ）。 A 最佳页面置换算法（OPT） B 先进先出页面置换算法(FIFO) C 最近最久未使用页面置换算法(LRU) D 最少使用页面置换算法（LFU） 4、实现虚拟存储器的目的是（ ）。
A 实现存储保护B 实现程序浮动C 扩充辅存容量D 扩充内存容量 5、把作业地址空间使用的逻辑地址变成内存物理地址为（ ）。 A 加载B 重定位C 物理化D 逻辑化
6、虚拟存储管理系统的基础是程序的（ ）理论。 A 局部性B 全局性C 动态性D 虚拟性
7、从下列关于非虚拟存储器的论叙中，选出一条正确的论叙。（ ）
A 要求作业在运行前，必须全部装入内存，且在运行过程中也必须一直驻留内存。 B 要求作业在运行前，不必全部装入内存，且在运行过程中不必一直驻留内存。 C 要求作业在运行前，不必全部装入内存，但在运行过程中必须一直驻留内存。 D 要求作业在运行前，必须全部装入内存，且在运行过程中不必一直驻留内存。 二、判断题
1、虚拟存储器时物理上扩充内存容量。（F ）
2、为提高请求分页系统中内存的利用率，允许用户使用不同大小的页面。（F ） 3、在请求分页式系统中，以页为单位管理用户的虚空间，以段为单位管理内存空间。(F )
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三、填空题
1、在页式存储器管理系统中，常用的页面淘汰算法有：（最佳 ），选择淘汰不再使用或最远的将来才使用的页；（ FIFO），选择淘汰在内存驻留时间最长的页； 2、在请求分页系统中，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（越界中断 ）；否则，若所需的页不在内存中，则会引起（ 缺页中断）。 四、简答题
1、虚拟存储器有哪些特征？其中最本质的特征是什么？ 2、实现虚拟存储器需要哪些硬件支持？ 3、说明请求分段系统中的缺页中断处理过程。 五、综合题
1、（2009考研题）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 0 1 2 页框号 101H -- 254H 有效位（存在位） 1 0 1 页面大小为4KB，一次内存的访问时间是100ns，一次快表（TLB）的访问时间是10ns，处理一次缺页的平均时间为108ns（已含更新TLB和页表的时间），进程的驻留集大小固定为2，采用最近最少使用置换算法（LRU）和局部淘汰策略。假设 ①TLB初始为空；
②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）；
③有效位为0表示页面不在内存，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2362H、1565H、25A5H，请问：
（1） 依次访问上述三个虚地址，各需多少时间？给出计算过程。 （2） 基于上述访问序列，虚地址1565H的物理地址是多少？请说明理由。 2、（2010考研题）设某计算机的逻辑地址空间和物理地址空间均为64KB.按字节编址。若某进程最多需要6页（Page）数据存储空间，页的大小为1KB.操作系统采用固定分配局部置换策略为此进程分配4个页框（Page Fame）.
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页号 0 1 2 3 页根号 7 4 2 9 装入时刻 130 230 200 160 访问位 1 1 1 1 当该进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据，请问答下列问题： （1）该逻辑地址对应的页号是多少？
（2）若采用先进先出（FIFO）置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。
（3）若采用时钟（CLOCK）置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。（设搜索下一页的指针沿顺时针方向移动，且当前指向2号页框，（示意图如下）
9号页3号页2号页2号页7号页
0号页1号页4号页3、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0，1，2，3 页分别被装入到主存的2，4，6，7 块中。
1） 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。 解答: ①逻辑地址1023（十进制）的二进制表示为 00 11 1111 1111（3FF）
由此可知逻辑地址1023 的页号0，查页表知该页放在第2 物理块中，其物理地 址的二进制表示为010 11 1111 1111 所以逻辑地址1023 对应的物理地址为0BFFH 其余省略
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也可用十进制表示，计算简单
（2） 以十进制的逻辑地址1023 为例，画出地址变换过程图。
4、对应如下所示的段表，请将逻辑地址（0，137），（ 1，4000），（ 2，3600），（ 5，230）转换成物理地址。
段表
4
解答:
注意段长是K，（ 1，4000）段内位移越界，（5，230）：段号越界
3、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，当分配给作业的物理块数目M 分别为3 和4 时，请分别计算采用OPT、LRU、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。 解答:
OPT: M=3 时的缺页次数为7 缺页率为7/12 M=4 时的缺页次数为6 缺页率为6/12 LRU M=3 时的缺页次数为10 缺页率为10/12 M=4 时的缺页次数为8 缺页率为8/12 FIFO M=3 时的缺页次数为9 缺页率为9/12 M=4 时的缺页次数为10 缺页率为10/12
5、（2012考研题）某请求分页系统的页面置换策略如下：
从 0 时刻开始扫描，每隔 5 个时间单位扫描一轮驻留集（扫描时间忽略不计）且在本轮没有被访问过的页 框将被系统回收，并放入到空闲页框链尾，其中内容在下一次分配之前不清空。当放发生缺页时，如果该页曾 被使用过且还在空闲页链表中，则重新放回进程的驻留集中；否则，从空闲页框链表头部取出一个页框。 忽略其它进程的影响和系统开销。初始时进程驻留集为空。目前系统空闲页的页框号依次为 32、15、21、41。 进程 P 依次访问的<虚拟页号，访问时刻>为<1,1>、<3,2>、<0,4>、<0,6>、<1,11>、<0,13>、<2,14>。请回答下列问 题。
（1）当虚拟页为<0,4>时，对应的页框号是什么？
（2）当虚拟页为<1,11>时，对应的页框号是什么？说明理由。 （3）当虚拟页为<2,14>时，对应的页框号是什么？说明理由。 （4）这种方法是否适合于时间局部性好的程序？说明理由
参考答案：（1）页框号为 21。因为起始驻留集为空，而 0 页对应的页框为空闲链表中的第三个空闲页框（21），其对应的 页框号为 21。
（2）页框号为 32。理由：因 11>10 故发生第三轮扫描，页号为 1 的页框在第二轮已处于空闲页框链表中，此 刻该页又被重新访问，因此应被重新放回驻留集中，其页框号为 32。 （3）页框号为 41。理由：因为第 2 页从来没有被访问过，它不在驻留集中，因此从空闲页框链表中取出链表 头的页框 41，页框号为 41。
（4）合适。理由：如果程序的时间局部性越好，从空闲页框链表中重新取回的机会越大，该策略的优势越明 显。
6、某计算机主存按字节编址，逻辑地址和物理地址都是32位，页表项大小为4字节。请回答下列问题。
（1）若使用一级页表的分页存储管理方式，逻辑地址结构为：
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页号（20位） 页内偏移量（12位） 则页的大小是多少字节？页表最大占用多少字节？ （2）若使用二级页表的分页存储管理方式，逻辑地址结构为：
页目录号（10位） 页表索引（10位） 页内偏移量（12位） 设逻辑地址为LA，请分别给出其对应的页目录号和页表索引的表达式。
（3）采用（1）中的分页存储管理方式，一个代码段起始逻辑地址为：0000 8000H，其长度为8KB，被装载到从物理地址0090 0000H开始的连续主存空间中。页表从主存0020 0000H开始的物理地址处连续存放，如下图所示（地址大小自下向上递增）。请计算出该代码段对应的两个页表项的物理地址、这两个页表项中的页框号以及代码页面2的起始物理地址。
页表物理地址3物理地址2物理地址10020 0000H
代码页面2代码页面1页框号2页框号10090 0000H
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操作系统第五章虚拟存储器-答案
