操作系統(tǒng)110440113-王力.第六章

1、練習(xí)與思考題 1.試說明缺頁與一般中段的主要區(qū)別。 答：缺頁中斷與一般中斷一樣，需要經(jīng)歷保護CPU香腸、分析中斷原因、轉(zhuǎn)中斷處理程序進行及恢復(fù)中斷現(xiàn) 場等步驟。但缺頁中斷是一種特殊的中斷，他與一般中斷的區(qū)別： (1)在指令執(zhí)行期間產(chǎn)生和處理中斷，。通常cpu是在一條至六年個執(zhí)行之后去檢查是否有中斷發(fā)生, 若有邊去處理中斷；否則繼續(xù)執(zhí)行下一跳指令。而缺頁中斷是在指令執(zhí)行期間發(fā)現(xiàn)所要訪問的指令或數(shù) 據(jù)不再內(nèi)存時產(chǎn)生和處理中斷。 (2 )一條指令執(zhí)行期間可能產(chǎn)生多次中斷。對于一跳要求讀取多個字節(jié)數(shù)據(jù)的指令，指令中的數(shù)據(jù) 可能跨越兩個頁面。該指令執(zhí)行時可能要發(fā)生3次中斷，一次是訪問指令，另外兩次訪問數(shù)

2、據(jù)。 2.局布置換和全局置換有何區(qū)別？在多道程序系統(tǒng)中建議使用哪一種? 答：局部置換是指當(dāng)前進程在執(zhí)行過程中發(fā)生缺頁時，旨在分配給該進程的物理塊中選擇一頁換出。 換是指在所有用戶使用的整個存儲空間中選擇一個頁面換出。 在多道程序系統(tǒng)中建議使用局部置換策略。這樣即使某個進程出現(xiàn)了抖動現(xiàn)象，也不致引起其他程 序產(chǎn)生抖動，從而將抖動局限在較小的范圍內(nèi) 全局置 3.虛擬存儲的特征是什么？虛擬存儲器的容量受到哪兩個方面的限制? 答：虛擬存儲器的特征有以下幾個方面: (1) (2) (3) (4) 離散性： 多次性： 對換性： 虛擬性： 指進程不必裝入連續(xù)的內(nèi)存空間，二十“見縫插針” 只一個進程的程序和數(shù)

3、據(jù)要分多次調(diào)入內(nèi)存。 指進程在運行過程中，允許將部分程序和數(shù)據(jù)換進、換出。 指能從邏輯上擴充內(nèi)存容量。 虛擬存儲器的容量主要是受計算機的地址長度和外存容量的限制。 4.已知頁面走向是1、2、1、3、1、2、4、2、1、3、4,且進程開始執(zhí)行時，內(nèi) 存中沒有頁面，若給該進程分配 2個物理塊，當(dāng)采用以下算法時的缺頁率是多 少？ (1)先進先出置換算法。 頁面走向 1 2131 2 4 2 1 3 4 物理塊1 1 133 2 2 1 1 4 物理塊2 2 2 1 1 4 4 3 3 缺頁 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 頁面引用11次，缺頁9次，缺頁率為9/11=81.8% O 答: (2)假

4、如有一種頁面置換算法，它總是淘汰剛使用過的頁面。 其 中 存放 的 4個頁面的情況如表 頁面走向 1 2 1 3 1 2 4 2 1 3 4 物理塊 1 1 1 3 1 1 1 3 4 物理塊 2 2 2 2 4 2 2 2 缺頁 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 答: 頁面引用 11次， 缺頁 8次， 缺頁率為 8/11=72.7%。 4.在請求頁式存儲管理系統(tǒng)中，使用先進先出（FIFO）頁面置換算法，會產(chǎn)生一 種奇怪的現(xiàn)象：分配給進程的頁數(shù)越多，進程執(zhí)行時的卻也次數(shù)反而越高。試 舉例說明這一現(xiàn)象。 頁面走向 4 3 2 1 4 3 54 3 2 15 物理塊 1 4 4 4 1 1 1 5

5、5 5 物理塊 2 3 3 3 4 4 4 2 2 物理塊 3 2 2 2 3 3 3 1 缺頁 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 引用12次，缺頁9次 答：如果一個進程的頁面走向為4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，若給該進程非配3個物理塊，其 頁面調(diào)度情況如表所示： 頁面走向 4 3 2 1 4 35432 1 5 物理塊1 4 4 4 4 55551 1 物理塊2 3 3 3 34444 5 物理塊3 2 2 22333 3 物理塊4 1 1 1 1 2 2 2 缺頁 缺 缺 缺 缺 缺缺 缺 缺 缺 缺 若給該進程分配4個物理塊，其頁面調(diào)度情況如下: 引用12次，缺頁10

6、次 5.某請求頁式系統(tǒng)中，頁的大小為 100字，一個程序的大小為1200字，可能的 訪問序列如下：10、205、110、40、314、432、320、225、80、 130、272、420、 128，若系統(tǒng)采用LRU置換算法，當(dāng)分配給該進程的物理塊數(shù)為 3時，給出進 程駐留的各個頁面的變化情況、頁面淘汰情況及缺頁次數(shù)。 225、80、130、272、 頁面走向 0 2 1 0343201241 物理塊1 0 0 0 0 0 2 2 2 2 物理塊2 2 2 333311 物理塊3 1 144004 缺頁 缺 缺 缺缺缺缺 缺 缺 缺 被淘汰的頁號分別是 2、1、0、4、3、0，共9次。 答：由

7、于頁的代謝奧為 100字，因此訪問序列 10、205、110、40、314、432、320、 420、128對應(yīng)的頁號是0、2、1、0、3、4、3、2、0、1、2、4、1。給該進程分配3個物理塊，采用LRU置 換算法，其頁面調(diào)度情況如表。 7.在一個采用局部置換策略的請求頁式系統(tǒng)中，分配中給進程的物理塊數(shù)為 4, 進程6-1進程四個頁面的情況 頁號 存儲塊號 加載時間 訪問時間 訪問位 修改位 0 2 30 160 0 1 1 1 160 157 0 0 2 0 10 162 1 0 3 3 220 165 1 1 當(dāng)發(fā)生缺頁時，分別采用下列頁面置換算法時，講置換哪一頁？并解釋原因。 OPT（

8、最佳）置換算法； 答：OPT（最佳）置換算法是選擇永久不用的也活長時間不用的也，將其患處，題目中沒有給出頁面的將 來走向，所以無法判斷將置換哪一頁。 FIFO （先進先出）置換算法； 答：FIFO （先進先出）置換算法是選擇最先裝入內(nèi)存的頁面，將其換出。從表中可知，應(yīng)考察的是頁面 的加載時間，加載時間最小的是10,因此最先裝入內(nèi)存的是第 2頁。 LRU （最近最少使用）置換算法； 答：LRU（最近最少使用）算法時選擇最近最久沒有被訪問的頁面，將其換出。應(yīng)考察的是頁面的訪問時 間，訪問時間最小的是 157,因此最近最久沒有被訪問的是第1頁。 Clock置換算法。 答：CLOCK置換算法時LRU算

9、法的變種，他首先選擇訪問位和修改位均為0的一頁，將其換出。滿足該 條件的是第1頁 8.某虛擬存儲器的用戶空間有32個頁面，每頁1KB內(nèi)存大小為16KB假設(shè)某時 刻系統(tǒng)為用戶的第0、1、2、3頁分配得物理塊號是5、10、4、乙而該用戶進 程的長度是6頁。試將以下16進制的虛擬地址轉(zhuǎn)換成物理地址。 (1) 0X0A5C 答：物理地址是 0001001001011100 (2) 0X103C 答：產(chǎn)生缺頁中斷 (3) 0X257B 答：產(chǎn)生越界中斷 (4) 0X8A4C 答：地址過大，錯誤 9.在請求頁式存儲管理系統(tǒng)中，頁面大小是100字節(jié)，有一個50X50的數(shù)組按行 連續(xù)存放，每個整數(shù)占2字節(jié)。將

10、數(shù)組初始化的程序如下 程序A: 程序B： int i,j; int i,j; int a5050; int i,j; for (i=0;i50;i+) for (j=0;j50;j+) for (j=0;j50;j+) for (i=0;i50;i+) aij=0; aij=0; 若在程序執(zhí)行過程中，內(nèi)存中只有一個頁面用來存放數(shù)組的信息，試問程序 程序B執(zhí)行時產(chǎn)生的中斷次數(shù)分別是多少 答：由題知，數(shù)組a中有50X50=2500個整數(shù)，每個整數(shù)占 2個字節(jié)，數(shù)組共需要 的大小是100字節(jié)，則數(shù)組占用的空間為5000/100=50頁。 對于程序A:由于數(shù)組是按行存放的，而初始化數(shù)組的程序也是按行進行初始化的。因此當(dāng)缺頁后 調(diào)入的一頁，位于該頁的所有數(shù)組元素