操作系统原理第五章 -- 虚拟存储器

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:

7,★影响缺页率的因素

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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