操作系统原理第五章 -- 虚拟存储器

雨点打透心脏的1/2处 2022-01-21 09:11 385阅读 0赞

计算机操作系统（第四版）

### 一、 知识点总结 ###

1，虚拟存储技术目的：提高内存利用率

2，请求分页系统是建立在基本分页的基础上的，为了能支持虚拟存储器功能而增加了请求调页功能和页面置换功能。

3，为了实现请求分页，系统必须提供一定的硬件支持。除了需要一台具有一定容量的内存及外存的计算机系统外，还需要有页表机制、缺页中断机构以及地址变换机构。

4，多次性、对换性和离散性是虚拟内存的特征；一次性则是传统存储系统的特征。

5，内存分配策略：固定和可变分配策略。

页面置换策略：全局置换和局部置换。

6，置换策略各自的方法：

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**7，★影响缺页率的因素**

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8，产生抖动的原因：①页面淘汰算法不合理  
              ②分配给进程的物理页面数太少

### 二、习题 ###

**【1】**下列关于虚拟存储器的说法，正确的是( C )。  
A．虚拟存储器可以实现内存空间的无限扩充  
B．它是利用内存来仿真外存的一种管理方法  
C．它是利用外存来仿真内存的一种管理方法  
D．它是由操作系统管理的一个大内存

\[分析\] 虚拟存储器是利用内存仿真外存的一种方法，虚存虽然比内存要大得多，但不可能无限大，其大小要受到外存空间的限制以及CPU地址所能表示范围的限制。

**【2】**虚拟存储管理系统的基础是程序的( 局部性 )理论。

\[分析\] 局部性原理：时间局限性、空间局限性

**【3】**以下属于虚拟内存特征的是( BCD )。  
A．一次性   
B．多次性   
C．对换性   
D．离散性

**【4】**以下存储管理技术中，支持虚拟存储技术的是( )。  
A．动态分区分配方式   
B．可重定位分区方式  
C．请求分页技术   
D．对换技术

\[解析\]  
虚拟存储器采用的技术有：

*  请求分页技术
 *  请求分段技术
 *  请求段页式技术

**【5】**( )是请求分页存储管理方式和基本分页存储管理方式的区别。  
A．地址重定位   
B．不必将作业全部装入内存  
C．采用快表技术   
D．不必将作业装入连续区域

\[解析\] 本题考查请求分页存储管理方式的基本概念。请求分页存储管理方式与基本分页存储管理方式的区别是，前者采用了虚拟存储技术，而后者没有。

**【6】**在请求分页系统中，页面分配策略与页面置换策略能组合使用的是（  ） 。  
A.可变分配，全局置换  
B.可变分配，局部置换  
C.固定分配，全局置换  
D.固定分配，局部置换

\[解析\] 课本P171

**【7】**在请求分页存储管理的页表中增加了若干项信息，其中修改位和访问位供( )参考。  
A．分配页面  
B．调入页面  
C．置换算法  
D．程序访问

\[解析\] 当需要置换页面时，置换算法根据修改位和访问位选择调出内存的页面。

**【8】**请求分页存储管理需要以下哪些硬件支持？  
A、页表机制  
B、地址转换机构  
C、缺页中断机构  
D、段表机制

**【9】**请求分页系统必须至少具有三种硬件支持：\_\_外存\_\_、\_\_地址转换机制\_\_、\_\_缺页中断机制\_\_。

**【10】**分页系统中的页面是为( )。  
A．用户所感知的  
B．操作系统所感知的  
C．编译系统所感知的  
D．连接装配程序所感知的

\[解析\] 分页系统是操作系统的一种内存管理模式。

**【11】**在一个分页系统中，根据需要，页面的大小可以不相等。**√**

**【12】**请求分页存储管理中，若把页面尺寸增大一倍而且可容纳的最大页数不变，则在程序顺序执行时缺页中断次数会( B )。  
A．增加   
B．减少  
C．不变   
D．可能增加也可能减少

\[解析\] 对于顺序执行程序，*缺页中断的次数等于其访问的页帧数*。由于页面尺寸增大，存放程序需要的页帧数就会减少，缺页中断的次数也会减少。因此应该选择B。

【13】在请求分页存储管理中，若采用FIFO页面淘汰算法，则当分配的页面数增加时，缺页中断的次数____B____。
    A．减少    B. 增加     C. 无影响     D. 可能增加也可能减少

[解析] 所谓Belady现象是指：在分页式虚拟存储器管理中，发生缺页时的置换算法采用FIFO（先进先出）算法时，如果对—个进程未分配它所要求的全部页面，有时就会出现分配的页面数增多但缺页率反而提高的异常现象。

**【14】**产生内存抖动主要原因是( D )。  
A．内存空间太小  
B．CPU运行速度太慢  
C．CPU调度算法不合理  
D．页面置换算法不合理

**【15】**【判断题】在进程运行时，如果它的工作集页面都在虚拟存储器内，能够使该进程有效地运行，否则会出现频繁的页面调入/调出现象。×

\[解析\] 不是虚拟存储器，应该是主存储器。

**【16】**在页面置换策略中，( A )策略可能引起抖动。  
A．FIFO   
B．LRU   
C．没有一种   
D．所有

\[解析\] 堆栈型页面置换策略不会引起抖动，LRU属于堆栈型页面置换策略。而FIFO基于队列实现，不属于堆栈型页面置换策略。

**【17】**当系统发生抖动(Thrashing)时，可用采取的有效措施是( A )。  
Ⅰ．撤销部分进程  
Ⅱ．增加磁盘交换区的容量  
Ⅲ．提高用户进程的优先级  
  
A．仅Ⅰ  
B．仅Ⅱ  
C．仅Ⅲ  
D．仅Ⅰ、Ⅱ

**【18】**在缺页处理过程中，操作系统执行的操作可能是( D )  
Ⅰ．修改页表  
Ⅱ．磁盘I/O  
Ⅲ．分配页框  
  
A．仅Ⅰ，Ⅱ   
B．仅Ⅱ   
C．仅Ⅲ   
D．Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ

\[解析\]  
缺页中断机制：突然有一个页面没有在内存中，发生中断，将进程放到阻塞队列中。  
因此，缺页中断需要调入新页面到内存中。  
要将新的页面调入内存，则需要修改页表项并为新的页面分配页框。  
同时内存中没有页面，需要从外存读入，会发生磁盘I/O。  
因此，Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ都是操作系统要执行的操作。

**【19】**请求分段存储管理方式下，在地址变换过程中，可能出现哪些中断？  
（1）分段越界中断  
（2）分段保护中断  
（3）缺段中断

【20】作业在执行中发生了缺页中断,经操作系统处理后,应让其执行＿B＿指令.（书本158页，（2）最后一句话） 
    A.被中断的前一条 B.被中断的 C.被中断的后一条 D.启动时的第一条

**【21】**在页式存储管理系统中，常用的页面淘汰算法有：\_\_\_\_最佳置换算法\_\_\_\_\_，选择淘汰不再使用或最远的将来才使用的页；\_\_\_先进先出页面置换算法\_\_\_\_，选择淘汰在主存驻留时间最长的页；\_\_\_LRU置换算法\_\_\_选择淘汰离当前时刻最近的一段时间内使用代最少的页。

**【22】**若分段存储管理中供用户使用的逻辑地址是24位，其中段内地址占用16位，则用户程序最多可分为\_\_\_2^8\_\_\_段。当把程序装入主存时，每段占用主存的最大连续区为\_\_\_2^16\_\_\_字节。

【23】采用页式存储管理的系统中，若逻辑地址中的页号用8位表示，页内地址用16位表示，则用户程序的最大长度可为__2^24__字节，主存分块大小为__2^16___字节。

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