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分页存储管理练习

发布时间: 2023-05-11 18:22:46

㈠ 在分页存储管理方式中,如果系统的页面大小为3KB,设给定的逻辑地址空间中的地址为2170B,则业号

你好

很高兴为你解答

答案是:0号页面,页内地址是2170。但有一点要说明,从你的题目来看,逻辑地址镇脊空间装入哪个物理页面是判樱不确定掘旅丛的。

满意请采纳,谢谢!

㈡ 在一分页存储管理系统中,逻辑地址长度为24位,页面大小为4096B,现有一逻辑地址为2FA6H。

按照题意的话页号衡敏占4位,也就是2F6A里最后的2是页号咐盯枝,那么2存放在11号物理块中,最后的物理地址则陪是BF6AH,B=11

㈢ 求一道操作系统查表时间题目求解

作业名 到达段仔时间 估计斗郑运行时间(分钟) 优先数 完成时间 执行顺序
A 10:00 50 5 10:50 1
B 10:20 60 7 11:50 2
C 10:50 40 3 15:30 6
D 11:20 80 8 13:10 3
E 11:40 30 6 14:50 5
F 12:00 70 9 14:20 4
作业调度是将作业后备队列中的一批作业调入内存,现在作业已经在内存,所以作业调度已经执空燃颂行完毕。计算作业完成时间看进程的调度算法--优先数(优先数大者优先)调度算法.
10:00时只有A到达,所以先执行A;A完成时10:50时B、C到达,B优先数高,所以再执行B;
11:50D、E又到达,执行D,D完成时F也到达了,此时执行F,之后以次执行E、C。

㈣ (存储管理)01.分页式存储管理

将内存划分为若干个大小相等的分区,叫做块;将逻辑空间划分出与块大小一致的分区,叫做页。作业运行时,通过地址重定位技术,实现页与块的对应。这样就以页的方式来管理存储块,就叫分页式存储管理。

在分配存储块时,会根据作业的逻辑地址的大小计算所需要多少个存储块,然后查找空闲块并更新空闲块的状态为占用;回收存储块时,会将作业关联的所有空闲块的状态设置为空闲。记录空闲块状态的方法有两种:位图法和链表法。

在分配存储块之后,就在页表中,增加页和块对应关系的记录;同理,回收存储块时,就会删除对应记录。

访问存储块时,就会根据逻辑地址的页号,在页表找到对应的块号,然后再通过块号计算出物理地址,找到对应的存储块。如下图:

补充

页表:记录页号与块号对应关系的表,包含页号和块号两个字段。

逻辑地址:由 “页号” 和 “页内地址” 组成。其中页内地址是通过页大小来决定。

例如:逻辑地址长度为 16 位,页大小是 1kb (二的十次幂),那么页内地址占低十位,高六位是页号。如下:

在重定位存储块时,需要访问页表。为了加快重定位,就会通过快表(联想存储器,记录常用的页号和块号的对应关系)来快速通过页号找到对应的块号。但是如果不能通过快表找到对应的块号,那么就会按照查找页表的方式来完成重定位。

㈤ 计算机操作系统第三版 汤子瀛编着的 第四章的课后题答案能发给我一下吗

第四章 存储器管理
1. 为什么要配置层次式存储器?
这是因为:
a.设置多个存储器可以使存储器两端的硬件能并行工作。
b.采用多级存储系统,特别是Cache技术,这是一种减轻存储器带宽对系统性能影响的最佳结构方案。
c.在微处理机内部设置各种缓冲存储器,以减轻对存储器存取的压力。增加CPU中寄存器的数量,也可大大缓解对存储器的压力。
2. 可采用哪几种方式将程序装入内存?它们分别适用于何种场合?
将程序装入内存可采用的方式有:绝对装入方式、重定位装入方式、动态运行时装入方式;绝对装入方式适用于单道程序环境中,重定位装入方式和动态运行时装入方式适用于多道程序环境中。
3. 何为静态链接?何谓装入时动态链接和运行时动态链接?
a.静态链接是指在程序运行之前,先将各自目标模块及它们所需的库函数,链接成一个完整的装配模块,以后不再拆开的链接方式。
b.装入时动态链接是指将用户源程序编译后所得到的一组目标模块,在装入内存时,采用边装入边链接的一种链接方式,即在装入一个目标模块时,若发生一个外部模块调用事件,将引起装入程序去找相应的外部目标模块,把它装入内存中,并修改目标模块中的相对地址。
c.运行时动态链接是将对某些模块的链接推迟到程序执行时才进行链接,也就是,在执行过程中,当发现一个被调用模块尚未装入内存时,立即由OS去找到该模块并将之装入内存,把它链接到调用者模块上。
4. 在进行程序链接时,应完成哪些工作?
a.对相对地址进行修改
b.变换外部调用符号
6. 为什么要引入动态重定位?如何实现?
a.程序在运行过程中经常要在内存中移动位置,为了保证这些被移动了的程序还能正常执行,必须对程序和数据的地址加以修改,即重定位。引入重定位的目的就是为了满足程序的这种需要。
b.要在不影响指令执行速度的同时实现地址变换,必须有硬件地址变换机构的支持,即须在系统中增设一个重定位寄存器,用它来存放程序在内存中的起始地址。程序在执行时,真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形成的。
9. 分区存储管理中常采用哪些分配策略?比较它们的优缺点。
分区存储管理中常采用的分配策略有:首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法。
a.首次适应算法的优缺点:保留了高址部分的大空闲区,有利于后到来的大型作业的分配;低址部分不断被划分,留下许多难以利用的、小的空闲区,且每次分区分配查找时都是从低址部分开始,会增加查找时的系统开销。
b.循环首次适应算法的优缺点:使内存中的空闲分区分布得更为均匀,减少了查找时的系统开销;缺乏大的空闲分区,从而导致不能装入大型作业。
c.最佳适应算法的优缺点:每次分配给文件的都是最适合该文件大小的分区;内存中留下许多难以利用的小的空闲区。
d.最坏适应算法的优缺点:给文件分配分区后剩下的的空闲区不至于太小,产生碎片的几率最小,对中小型文件分配分区操作有利;使存储器中缺乏大的空闲区,对大型文件的分区分配不利。
10. 在系统中引入对换后可带来哪些好处?
能将内存中暂时不运行的进程或暂时不用的程序和数据,换到外存上,以腾出足够的内存空间,把已具备运行条件的进程或进程所需的程序和数据换入内存,从而大大地提高了内存的利用率。
12. 在以进程为单位进行对换时,每次是否将整个进程换出?为什么?
在以进程为单位进行对换时,并非每次将整个进程换出。这是因为:
a.从结构上讲,进程是由程序段、数据段和进程控制块组成的,其中进程控制块总有部分或全部常驻内存,不被换出。
b.程序段和数据段可能正被若干进程共享,此时它们也不能被换出。
13. 为实现分页存储管理,需要哪些硬件支持?
需要有页表机制、地址变换机构的硬件支持。
16. 为什么说分段系统较之分页系统更易于实现信息共享和保护?
a.对于分页系统,每个页面是分散存储的,为了实现信息共享和保护,则页面之间需要一一对应起来,为此需要建立大量的页表项;
b.而对于分段系统,每个段都从0开始编址,并采用一段连续的地址空间,这样在实现共享和保护时,只需为所要共享和保护的程序设置一个段表项,将其中的基址与内存地址一一对应起来即可。
17. 分页和分段有何区别?
a.分页和分段都采用离散分配的方式,且都要通过地址映射机构来实现地址变换,这是它们的共同点;
b.对于它们的不同点有三,第一,从功能上看,页是信息的物理单位,分页是为实现离散分配方式,以消减内存的外零头,提高内存的利用率,即满足系统管理的需要,而不是用户的需要;而段是信息的逻辑单位,它含有一组其意义相对完整的信息,目的是为了能更好地满足用户的需要;第二页的大小固定且由系统确定,而段的长度却不固定,决定于用户所编写的程序;第三分页的作业地址空间是一维的,而分段的作业地址空间是二维的。
18. 试全面比较连续分配和离散分配方式。
a.连续分配是指为一个用户程序分配一个连续的地址空间,包括单一连续分配方式和分区式分配方式,前者将内存分为系统区和用户区,系统区供操作系统使用,用户区供用户使用,是最简单的一种存储方式,但只能用于单用户单任务的操作系统中;分区式分配方式分为固定分区和动态分区,固定分区是最简单的多道程序的存储管理方式,由于每个分区的大小固定,必然会造成存储空间的浪费;动态分区是根据进程的实际需要,动态地为之分配连续的内存空间,常用三种分配算法: 首次适应算法,该法容易留下许多难以利用的小空闲分区,加大查找开销;循环首次适应算法,该算法能使内存中的空闲分区分布均匀,但会致使缺少大的空闲分区;最佳适应算法,该算法也易留下许多难以利用的小空闲区;
b.离散分配方式基于将一个进程直接分散地分配到许多不相邻的分区中的思想,分为分页式存储管理,分段存储管理和段页式存储管理. 分页式存储管理旨在提高内存利用率,满足系统管理的需要,分段式存储管理则旨在满足用户(程序员)的需要,在实现共享和保护方面优于分页式存储管理,而段页式存储管理则是将两者结合起来,取长补短,即具有分段系统便于实现,可共享,易于保护,可动态链接等优点,又能像分页系统那样很好的解决外部碎片的问题,以及为各个分段可离散分配内存等问题,显然是一种比较有效的存储管理方式;
c.综上可见,连续分配方式和离散分配方式各有各自的特点,应根据实际情况加以改进和利用.
19. 虚拟存储器有哪些特征?其中最本质的特征是什么?
特征:离散性、多次性、对换性、虚拟性;
最本质的特征:离散性;最重要的特征:虚拟性。
20. 实现虚拟存储器需要哪些硬件支持?
a.对于为实现请求分页存储管理方式的系统,除了需要一台具有一定容量的内存及外存的计算机外,还需要有页表机制,缺页中断机构以及地址变换机构;
b.对于为实现请求分段存储管理方式的系统,除了需要一台具有一定容量的内存及外存的计算机外,还需要有段表机制,缺段中断机构以及地址变换机构;
21. 实现虚拟存储器需要哪几个关键技术?
a.分页和分段都采用离散分配的方式,且都要通过地址映射机构来实现地址变换,这是它们的共同点;
25. 在请求分页系统中,通常采用哪种页面分配方式——物理块分配策略?
三种分配方式:固定分配局部置换、可变分配全局置换、可变分配局部置换。
26. 在一个请求分页系统中,采用FIFO页面置换算法时,假如一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5,当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时,试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率,并比较所得结果。
4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5
4
4 4 1 1 1 5 5 5
3 3 3 4 4 4 2 2
2 2 2 3 3 3 1

4 4 4 4 5 5 5 5 1 1
3 3 3 3 4 4 4 4 5
2 2 2 2 3 3 3 3
1 1 1 1 2 2 2
M=3时,采用FIFO页面置换算法的缺页次数为9次,缺页率为75%;
M=4时,采用FIFO页面置换算法的缺页次数为10次,缺页率为83%。
由此可见,增加分配给作业的内存块数,反而增加了缺页次数,提高了缺页率,这种现象被称为是Belady现象。
28. 试说明改进型Clock置换算法的基本原理。
基本原理:
在将一个页面换出时,如果该页已被修改过,便须将该页重新写回到磁盘上;但如果该页未被修改过,则不必将它写回磁盘上。在改进型算法中,除需考虑页面的使用情况外,还须再增加一个因素,即置换代价,这样,选择页面换出时,既要是未使用过的页面,又要是未被修改过的页面。
15 什么是抖动? 产生抖动的原因是什么?
a.抖动(Thrashing)就是指当内存中已无空闲空间而又发生缺页中断时,需要从内存中调出一页程序或数据送磁盘的对换区中,如果算法不适当,刚被换出的页很快被访问,需重新调入,因此需再选一页调出,而此时被换出的页很快又要被访问,因而又需将它调入,如此频繁更换页面,使得系统把大部分时间用在了页面的调进换出上,而几乎不能完成任何有效的工作,我们称这种现象为"抖动"。
b.产生抖动的原因是由于CPU的利用率和多道程序度的对立统一矛盾关系引起的,为了提高CPU利用率,可提高多道程序度,但单纯提高多道程序度又会造成缺页率的急剧上升,导致CPU的利用率下降,而系统的调度程序又会为了提高CPU利用率而继续提高多道程序度,形成恶性循环,我们称这时的进程是处于"抖动"状态。

㈥ 操作系统 的分页存储管理问题

1、1k=0x400,所以页号=3C8F/400=15,页内地址=3C8F%400=8F
13、3000对应的页号=3000/4096=0,页帧号为3(查表),
页内地肢郑址=3000%4096=3000,对应的物理缺饥知伏消地址为3*4096+3000=15288
12000对应的页号=3000/4096=2,页帧号为6(查表),
页内地址=12000%4096=3808,对应的物理地址为6*4096+3808=28384

㈦ 基本分页存储管理

假设是按字节编址

考虑支持多道程序的两种连续分配方式

原因:连续分配要求进程占有的必须是一块连续的内存区域
能否讲一个进程分散地装入到许多不相邻的分区,便可充分利用内存

基本分页存储管理的思想:把内存分为一个个相等的小分区,再按照分区大小把进程拆分成一个个小部分

页框/页帧:内存空间分成的一个个大小相等的分区(比如4KB)
页框号:页框的编号,从0开始,从低地址开始

页/页面:用户进程的地址空间分为和页框大小相等的一个个区域
页号:页/页面的编号,从0开始

进程的最后一个页面可能没有一个页框那么大,页框不能太大,否则可能产生过大的内部碎片

操作系统以页框为单位为各个进程分配内存空间。进程的每个页面分别放入一个页框中,也就是说,进程的页面与内存的页框有一一对应的关系
每个页面不必连续存放,也不必按照先后顺序,可以放到不相邻的各个页框中

进程在内存中连续存放时,通过动态重定位实现逻辑地址到物理地址的转换。在装入模块之后,内存中指令使用的依然是逻辑地址,直到指令执行的时候才会进行地址转换。系统会设置一个重定位寄存器,用来存放装入模块存放的起始位置,重定位寄存器中的值加上逻辑地址就是该逻辑地址实际对应的物理地址

如果采用分页技术

页框大小为4KB,地址空间为4GB的系统
页号为前20位,页内偏移量为后12位

页表:为了能知道进程的每个页面在内存中存放的位置,操作系统要为每个进程建立一张页表

一个进程对应一张页表
进程的每一页对应一个页表项
每个页表项由页号和页框号组成
页表记录进程页面和实际存放的页框之间的对应关系

每个页表项的长度是相同的,页号是隐含的
各页表项会按顺序连续存放在内存中,如果该页表在内存中的起始地址是X,4GB/4KB系统的页框有

用于实现逻辑地址到物理地址转换的一组硬件机构

通常会在系统中设置一个页表寄存器(PTR),存放页表在内存中的起始地址F和页表长度M(M个页表项)
进程未执行时,页表的起始地址和页表长度放在进程控制块(PCB)中,当进程被调度时,操作系统内核会把他们放到页表寄存器中

基本分页存储管理中地址是一维的,即只要给出一个逻辑地址,系统就可以自动计算出页号、偏移量,不需要显式告诉系统偏移量是多少

理论上,页表项长度为3即可表示内存块号的范围,但是为了方便页表查询,会让页面恰好能装得下整数个页表项,令每个页表项占4字节
4KB页面,可以放4096/3 =1365个页表项,有4096%3 =1B的碎片,访问1365及之后的页表项时,还要考虑前面的页框中的碎片,才能得到页表项的物理地址,比较麻烦

进程页表通常存放在连续的页框中,这样就能用统一的计算方式得到想要得到的页表项存储的位置

地址变换过程中有两次访存操作:查询页表、访问目标内存单元

局部性原理

如果这个程序将程序对应的指令存放在10号内存块,将程序中定义的变量存放在23号内存块,当这个程序执行时,会很频繁地反问10、23号内存块

时间局部性:如果执行了程序中的某条指令,那么不久后这条指令很有可能被再次执行;如果某个数据被访问过,不久之后该数据很有可能再次被访问(因为程序存在大量循环)
空间局部性:一旦程序访问了某个存储单元,在不久之后,其附近的存储单元也很有可能被访问(因为很多数据在内存中连续存放)

基本地址变换机构中,每次要访问一个逻辑地址,都要查询页表,由于局部性原理,可能连续多次查询同一个页表项

快表:又称联想寄存器(TLB),是一种访问速度比内存块很多的高速缓存,用来存放当前访问的若干页表项,以加速地址变换的过程。内存中的页表常称为慢表

引入快表后地址的变换过程

一般来说,快表的命中率可以达到90%以上

单级页表存在的问题

对问题1

可将页表进行分组,使每个内存块刚好可以放入一个分组。为离散分配的页表再建立一张页表,称为页目录表,或外层页表
各级页表的大小不能超过一个页面

针对两级页表

对问题2

可以在需要访问页面时,才把页面调入内存(虚拟存储技术),可以在页表项中增加一个标志位,用于表示该页面是否已经调入内存
若想访问的页面不在内存中,会产生缺页中断(内中断),然后将目标页面从外存调入内存
之后的文章会有展开

两级页表访存次数分析:如果没有TLB,第一次访存是访问内存中的页目录表,第二次访存是访问内存中的二级页表,第三次访存是访问目标内存单元

㈧ 问一道操作系统某请求分页存储管理系统题

页的大小为2K —> 1 0000 0000 0000(对应的二闹雹进制),则页内地址为11位
5678 —> 10 11000101110(对应的二进制),则后11位为页内地址1582(11000101110对应的十进制)。前两位(10)为页号(2)对应的块号为4,块内地址为块号*块大小+ 页内地址,即4*1024+1582,其中1024为块大小巧宏2K。
不知道你明液宽帆白了没?

㈨ 操作系统:请求分页存储管理模拟实现

#include<iostream.h>
#include<stdlib.h>
#include<iomanip.h>
#include"windows.h"
#include"os.h"
#define n 64//实验中假定主存的长度
#define m 4//实验中假定每个作业分得主存块块数
int p[m];//定义页
struct
{
short int lnumber;//页号
short int flag;//表示该页是否在主存,“1”表示在主存,“0”表示不在主存
short int pnumber;//该页所在主存块的块号
short int write;//该页是否被修改过,“1”表示修改过,“0”表示没有修改过
short int dnumber;//该页存放在磁盘上的位置,即磁盘块号
short int times;//被访问的次数,用于LRU算法
}page[n];//定义页表
//各个函数的实现如下:
computer::computer()
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
page[i].lnumber = i;
page[i].flag = 0;
page[i].pnumber = 10000;//用10000表示为空
page[i].write = 0;
page[i].dnumber = i;
page[i].times = 0;
}//初始化页表

for(i=0;i<m;i++)
{
page[i].pnumber = i;
}

for(i=0;i<m;i++)
{
p[i] = i;
page[i].flag = 1;
}//初始化页
}
void computer::showpagelist()
{
int i;
cout<<"页号"<<"\t"<<"是否在主存中"<<"\t"<<"块 号"<<"\t"<<"是否被修改过"<<"\t"<<"磁盘块号"<<"\t"<<"访问次数"<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{
cout<<page[i].lnumber<<"\t"<<page[i].flag<<" "<<page[i].pnumber<<"\t"<<page[i].write<<" "<<page[i].dnumber<<" \t"<<page[i].times<<endl;
}
}
void computer::showpage()
{
int i;
for(i=0;i<m;i++)
{
cout<<"\t"<<p[i];
}
cout<<endl;
}
void computer::transformation()
{
unsigned logicAddress,logicNumber,innerAddress,physicsAddress,physicsNumber;
int i,head=0,fail = 0;
int method,temppage=0;
short int times = 10000;
cout<<"请输入一个逻辑地址(四位十六进制数):";
cin>>hex>>logicAddress;//读入逻辑地址
logicNumber = logicAddress >> 10;//得到页号
cout<<"页号为:"<<logicNumber<<endl;
innerAddress = logicAddress & 0x03ff;//得到页内地址
cout<<"页内地址为:"<<innerAddress<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{
if(logicNumber==(unsigned)page[i].lnumber)
{
if(page[i].flag == 1)
{
cout<<"请求的页面在主存中!"<<endl;
page[i].times++;
physicsNumber = page[i].pnumber;//由页号得到块号
cout<<"请求的主存块号为:"<<physicsNumber<<endl;
physicsAddress = physicsNumber << 10 |innerAddress;//得到物理地址
cout<<"请求的物理地址为:"<<physicsAddress<<endl;//输出物理地址
break;
}
else
{

cout<<"请求的页面不在主存中! 将进行缺页中断处理!"<<endl<<"请选择算法!"<<endl;
cout<<"1.先进先出"<<endl<<"2.最近最少用"<<endl<<"请选择置换算法:";
cin>>method;
if(method == 1) //采用先进先出算法
{
cout<<"采用先进先出算法!"<<endl;
fail = p[head];
cout<<"第"<<fail<<"页将被替换!"<<endl;
p[head] = logicNumber;
head = (head+1) % m;
if(page[fail].write == 1)
cout<<"第"<<fail<<"页曾被修改过!"<<endl;
page[fail].flag = 0;
page[logicNumber].flag = 1;
page[logicNumber].write = 0;
page[logicNumber].pnumber = page[fail].pnumber;
page[fail].pnumber = 10000;
page[logicNumber].times++;
break;
}
else if(method == 2) //采用最近最少用算法
{
cout<<"采用最近最少用算法!"<<endl;
for(i=0;i<n;i++)
{
if(page[i].flag == 1)
{
if(page[i].times<times)
{
times = page[i].times;
temppage = page[i].lnumber;
}
}
}
cout<<"第"<<temppage<<"页将被替换!"<<endl;
for(i=0;i<m;i++)
{
if(p[i] == temppage)
{
p[i] = logicNumber;
}
}
if(page[temppage].write == 1)
cout<<"第"<<temppage<<"页曾被修改过!"<<endl;
page[temppage].flag = 0;
page[logicNumber].flag = 1;
page[logicNumber].write = 0;
page[logicNumber].pnumber = page[temppage].pnumber;
page[temppage].pnumber = 10000;
page[logicNumber].times++;
break;
}
else
{ cout<<"你输入有误,即将退出!";
exit(1);
}
}
}
}
}
void main()
{
char c,d;
computer os;
cout<<"页表正在初始化中...,3秒钟后为你显示页和页表!"<<endl;
Sleep(3000);
os.showpage();
os.showpagelist();
T:
os.transformation();
cout<<"是否显示页和页表?(Y/N)";
cin>>c;
switch(c)
{
case 'y':
os.showpage();
os.showpagelist();
case 'n':
cout<<"是否继续进行请求分页?(Y/N)";
cin>>d;
if (d=='Y'||d=='y')
goto T;
else if (d=='N'||d=='n')
exit(1);
else
cout<<"输入错误!"<<endl;
default:cout<<"输入错误!"<<endl;
}

}

㈩ 1. 采用简单分页系统的内存管理,页面的大小是8K字节。现有一个逻辑地址A=3580h,该进程的页表为 [0,5/1,

采用简单分页系带码统的内存管理,页面的大小是8K字节。现有一个配橘逻辑地址A=3580h,该进程培行团的页表为 [0,5/1,6/2,1/3,0...],分步骤计算该逻辑地址对应的物理地址。答: A=D580h