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虚拟存储器附答案

第五章虚拟存储器

一、单项选择题

1. 虚拟存储器的最大容量＿＿＿。

*A. 为内外存容量之和 B. 由计算机的地址结构决定（（（实际容量

C. 是任意的

D. 由作业的地址空间决定

虚拟存储器是利用程序的局部性原理，一个作业在运行之前，没有必要全部装入内存，而只将当前要运行那部分页面或段装入便可以运行，其他部分放在外部存储器内，需要时再从外存调入内存中运行，首先它的容量必然受到外存容量的限制，其次寻址空间要受到计算机地址总线宽度限制。最大容量（逻辑容量）收内外存容量之和决定，实际容量受地址结构决定。2．在虚拟存储系统中，若进程在内存中占3块（开始时为空），采用先进先出页面淘汰算法，当执行访问页号序列为1﹑2﹑3﹑4﹑1﹑2﹑5﹑1﹑2﹑3﹑4﹑5﹑6时，将产生＿＿＿次缺页中断。（开始为空，内存中无页面，3块物理块一开始会发生三次缺页。）

A. 7

B. 8

C. 9

D. 10

3. 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.扩充主存容量

4. 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＿＿＿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

5．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________。(在最后一题做完后再作答)答案错误选择：D

A．减少 B. 增加 C. 无影响 D. 可能增加也可能减少

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. 下述_______页面淘汰算法会产生Belady现象.

A. 先进先出*

B. 最近最少使用

C. 最近不经常使用

D. 最佳

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。

二. 填空题

1. 假设某程序的页面访问序列为1.

5. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4且开始执行时主存中没有页面，则在分配给该程序的物理块数是3 且采用FIFO方式时缺页次数是____13____; 在分配给程序的物理块数是4且采用FIFO方式时，缺页次数是___14______; 在分配给程序的物理块数是3且采用LRU方式时，缺页次数是______14____。在分配给程序的物理块数是4且采用LRU方式时，缺页次数是_____12____。

FIFO算法。

ＬＲＵ算法：

2．在虚存管理中，虚拟地址空间是指逻辑地址空间，实地址空间是指_ __物理地址空间______；前者的大小只受___机器的地址长度_______限制，而后者的大小受__物理内存大小______。

2．在虚存管理中，虚拟地址空间是指逻辑地址空间，实地址空间是指_ ____；前者的大小只受___机器的地址长度_ ______限制，而后者的大小受__ 物理内存大小______。老师给的第一个空，她自己已经写上去了。

3．若选用的__置换______算法不合适，可能会出现抖动现象。

4．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。

5．在虚拟段式存储管理系统中，若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长，则发生_地址越界中断____.

三、简答题：

P177: 1、常规存储器管理方式具有那两大特性它对系统性能有什么影响

书本153页，一次性与驻留性

(1)一次性：

3、虚拟存储器有哪些特征其中最本质的特征是什么

答：虚拟存储器有多次性、对换性、虚拟性三大特征。最本质的特征是虚拟性。可稍微写详细些（书本155页）

7、试比较缺页中断机构与一般的中断，它们之间有何明显的区别

书本158页：

缺页中断作为中断，同样需要经历保护CPU现场、分析中断原因、转缺页中断处理程序进行处理、恢复CPU现场等步骤。但缺页中断又是一种特殊的中断，它与一般中断的主要区别是：

（1）在指令执行期间产生和处理中断信号。通常，CPU都是在一条指令执行完后去检查是否有中断请求到达。若有便去响应中断；否则继续执行下一条指令。而缺页中断是在指令执行期间，发现所要访问的指令或数据不在内存时产生和处理的。

(2)一条指令在执行期间可能产生多次缺页中断。例如，对于一条读取数据的多字节指令，指令本身跨越两个页面，假定指令后一部分所在页面和数据所在页面均不在内存，则该指令的执行至少产生两次缺页中断。

14、实现LRU算法所需的硬件支持是什么

答：需要寄存器和栈等硬件支持。寄存器用于记录某进程在内存中各页的使用情况，栈用于保存当前使用的各个页面的页面号。

15、试说明改进型Clock置换算法的基本原理.（书本167，自己看着增加些）

答：因为修改过的页面在换出时付出的开销比未被修改过的页面大，在改进型Clock算法中，既考虑页面的使用情况，还要增加置换代价的因素；在选择页面作为淘汰页面时，把同时满足未使用过和未被修改作为首选淘汰页面。（书上的那四类看自己意愿写或不写）

1、什么是抖动（P163）书本170页

如果分配给进程的存储块数量小于进程所需要的最小值，进程的运行将很频繁地产生缺页中断，这种频率非常高的页面置换现象称为抖动。在请求分页存储管理中，可能出现这种情况，即对刚被替换出去的页，立即又要被访问。需要将它调入，因无空闲内存又要替换另一页，而后者又是即将被访问的页，于是造成了系统需花费大量的时间忙于进行这种频繁的页面交换，致使系统的实际效率很低，严重导致系统瘫痪，这种现象称为抖动现象。

2、请求分段存储管理方式下，在地址变换过程中，可能出现哪些中断分别在什么情况下发

生

（1）.分段越界中断：逻辑地址中的段号大于段长，段号太大，访问越界；

（2）、分段保护中断：不符合存取方式，对段的访问方式不符合规定的读写权限；

（3）、缺段中断：要访问的段不在主存中；

3、在分段系统中，为确保段信息安全，采取的保护措施有哪些

（1）越界检查：

（2）、存取控制检查：

（3）、环保护机构：

详见书本176页

四、综合题：

1、一个进程已经分配到4个物理块，每一页的装入时间、最后访问时间、访问位A、修改位M如下表所示（所有数字为十进制）：

（1）若页面大小为1024B，则逻辑地址3125对应的物理地址是什么

页号：3125 /1024=3;对应块号为：2

页内偏移：3125 mod 1024 =53;

物理地址：2*1024+53=2101

（2）当进程访问4号页面时，产生缺页中断。请分别用FIFO、LRU和改进型Clock置换算法选择淘汰页面；要求给出其页号，并说明作出该决定的原因。

页号块号装入时间最后访问时间访问位A修改位M

276027901

1113029000

042616010

322020011

FIFO：页面装入顺序：3 0 2 1（按装入时间排序），优先淘汰装入时间最早的，淘汰3号页；LRU：访问顺序：0 3 2 1（按照最后访问时间排序），优先淘汰最近没访问的，淘汰0号页；Clock：A为访问位：A为0表示未访问，为1 表示已访问；M为修改位M=0表示未修改，M=1表示已修改,；依次将页面分为4类：0（A=1，M=0）,1（A=0,M=0）,2（A=0,M=1）, 3(A=1,M=1);优先淘汰既未访问过，又未修改过的页面；淘汰1号页

2、在一个请求分页存储管理系统中，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分别为3，4时，试计算采用下述页面淘汰算法时的缺页率（假设开始执行时主存中没有页面），并比较所得结果。

（1）最佳置换淘汰算法

缺页率随着块数的增加而减小

3块物理块：：缺页率：7/12=%

4块物理块：缺页率：6/12=50%

（2）先进先出淘汰算法

3块物理块：：缺页率：9/12=75%

4块物理块：缺页率：10/12=%

（3）最近最久未使用淘汰算法

3块物理块：：缺页率：10/12=%

4块物理块：缺页率：8/12=%

例子：以作参照

考虑下述页面走向：1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6当内存块数量分别为3时，试问FIFO、LRU、OPT这三种置换算法的缺页次数各是多少

解：所有内存块最初都是空的，所以第一次用到的页面都产生一次缺页。采用FIFO页面淘汰算法的缺页情况如表所示。发生缺页的次数为16。

采用LRU页面淘汰算法的缺页情况如表3．11所示。发生缺页的次数为15。

采用OPT页面淘汰算法的缺页情况如表3．12所示。发生缺页的次数为11。

4．已知页面走向为1、2、1、3、1、2、4、2、l、3、4，且开始执行时内存中没有页面。若只给该作业分配2个物理块，当采用FIFO页面淘汰算法时缺页率为多少假定现有一种淘汰算法，该算法淘汰页面的策略为当需要淘汰页面时，就把刚使用过的页面作为淘汰对象，试问就相同的页面走向，其缺页率又为多少

解：根据题目中所给页面走向，采用FIFO淘汰算法的页面置换情况如表所示。从表中可以看出，页面引用次数为11次，缺页次数为9次，所以缺页率为：9／11=％。

计算机组成原理模拟习题库 (16)

《计算机组成原理》模拟试卷十六一.填空题（每空1分，共20分） 1.计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构。它通常由 A.______、 B.______、 C.______、汇编语言级、高级语言级组成。每一级上都能进行 D.______。 2.为了运算器的高速性，采用了A.______进位、B.______乘除法、C.______等并行技术措施。 3.奔腾CPU中，L2级cache的内容是A.______的子集，而B.______的内容又是 C.______的子集。 4.RISC指令系统的最大特点是 A.______、B.______固定、C.______种类少、只有 D.______指令访问存储器。 5.当代流行的标准总线追求与A.______、B.______、C.______无关的开发标准。 6.SCSI是处于A.______和B.______之间的并行I/O接口，可允许连接C.______台不同类型的高速外围设备。二. 选择题（每题1分，共20分） 1.邮局把信件进行自动分拣，使用的计算机技术是______。 A. 机器翻译 B. 自然语言理解 C. 机器证明 D. 模式识别 2.下列数中最大数为______。 A. （101001）2 B. （52）8 C. （13）16 D. （101001）BCD 3.某机字长16位，定点表示，尾数15位，数符1位，则定点法原码整数表示的最大正数为______ A. （215-1）10 B. -（215-1）10 C. （1-2-15）10 D. -（1-2-15）10 4.算术/逻辑运算单元74181ALU可完成______。 A.16种算术运算和16种逻辑运算功能 B.16种算术运算和8种逻辑运算功能 C.8种算术运算和16种逻辑运算功能 D.8种算术运算和8种逻辑运算功能 5.某计算机字长16位，其存储容量为2MB，若按半字编址，它的寻址范围是______。 A. 8M B. 4M C. 2M D. 1M 6.磁盘存储器的等待时间通常是指______。 A. 磁盘旋转半周所需的时间 B. 磁盘转2/3周所需时间 C. 磁盘转1/3周所需时间 D. 磁盘转一周所需时间 7.下列有关存储器的描述中，不正确的是______。 A.多体交叉存储器主要解决扩充容量问题 B.访问存储器的请求是由CPU发出的 C.cache与主存统一编址，即主存空间的某一部分属于cache D.cache的功能全由硬件实现 8.常用的虚拟存储器系统由______两级存储器组成，其中辅存是大量的磁表面存储

四川大学操作系统上机实验实验五 Windows虚拟存储器管理

实验报告实验名称：Windows虚拟存储器管理实验时间：2013年5月27日实验人员：____郑笑凡___（姓名）__1143041243__（学号）____2011____（年级）实验目的：1、了解Windows 2000/XP的内存管理机制，掌握页式虚拟存储技术。 2、理解内存分配原理，特别是以页面为单位的虚拟内存分配方法。 3、学会使用Windows 2000/XP下内存管理的基本API函数实验环境：windows xp 实验步骤： 1、下载virtumem.cpp； 2、建立工程，将virtumen.cpp加入； 3、编译工程，观察结果，确信六种状态都出现至少一次，必要时可改程序，方便观察结果； 4、看懂程序，按要求另写一段小程序； 5、编译，执行，观察结果。 6，总结。实验陈述： 1、基础知识： pagefile.sys文件的位置在：__安装的系统盘根目录下____________________________________此文件的作用：____实现物理内存的扩展__________________________________________________ 改变此文件大小的方法:右击”我的电脑”,依次选择”属性”—“高级”—“性能选项”— “更改”_______________________________________ 虚拟地址空间中的页面分为：提交页面，保留页面，空闲页面页面的操作可以分为：保留、提交、回收、释放、加锁 2、编程准备. 页面属性是在结构体MEMORY_BASIC_INFORMATION_的字段AllocationProtect 和字段中Protect体现出来的。简述VirtualFree,VirtualPtotect,VirtualLock,VirtualUnlock,VirtualQuery的作用：_ VirtualFree：__释放虚存___________________________________________________ VirtualPtotect：_保留虚存_________________________________________________ VirtualLock：___加锁虚存_________________________________________________ VirtualUnlock：_解锁虚存________________________________________________ VirtualQuery：____查询虚存_______________________________________________ 3、编程 1）将virtumem.cpp加入工程，编译，执行。是否能编译成功？是请描述运行结果：

习题--存储系统

第3章存储系统一．判断题 1．计算机的主存是由RAM和ROM两种半导体存储器组成的。 2．CPU可以直接访问主存，而不能直接访问辅存。 3．外（辅）存比主存的存储容量大、存取速度快。 4．动态RAM和静态RAM都是易失性半导体存储器。 5．Cache的功能全部由硬件实现。 6．引入虚拟存储器的目的是为了加快辅存的存取速度。 7．多体交叉存储器主要是为了解决扩充容量的问题。 8．Cache和虚拟存储器的存储管理策略都利用了程序的局部性原理。 9．多级存储体系由Cache、主存和辅存构成。 10．在虚拟存储器中，当程序正在执行时，由编译器完成地址映射。二．选择题 1．主（内）存用来存放。 A．程序 B．数据 C．微程序 D．程序和数据 2．下列存储器中，速度最慢的是。 A．半导体存储器 B．光盘存储器 C．磁带存储器 D．硬盘存储器 3．某一SRAM芯片，容量为16K×1位，则其地址线有。 A．14根 B．16K根 C．16根 D．32根 4．下列部件（设备）中，存取速度最快的是。 A．光盘存储器 B．CPU的寄存器 C．软盘存储器 D．硬盘存储器 5．在主存和CPU之间增加Cache的目的是。 A．扩大主存的容量 B．增加CPU中通用寄存器的数量 C．解决CPU和主存之间的速度匹配 D．代替CPU中的寄存器工作 6．计算机的存储器采用分级存储体系的目的是。 A．便于读写数据 B．减小机箱的体积 C．便于系统升级 D．解决存储容量、价格与存取速度间的矛盾 7．相联存储器是按进行寻址的存储器。 A．地址指定方式 B．堆栈存取方式 C．内容指定方式 D．地址指定与堆栈存取方式结合 8．某SRAM芯片，其容量为1K×8位，加上电源端和接地端后，该芯片的引出线的最少数目应为。 A．23 B．25 C．50 D．20 9．常用的虚拟存储器由两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。 A．主存—辅存 B．快存—主存 C．快存—辅存 D．通用寄存器—主存 10．在Cache的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到Cache内的任意一快的位置上，则这种方法称为。 A．全相联映射 B．直接映射 C．组相联映射 D．混合映射三．填空题

虚拟存储器管理页面置换算法模拟实验

淮海工学院计算机工程学院实验报告书课程名：《操作系统原理A 》题目：虚拟存储器管理页面置换算法模拟实验班级：软件*** 学号：20**1228** 姓名：****

一、实验目的与要求 1.目的：请求页式虚存管理是常用的虚拟存储管理方案之一。通过请求页式虚存管理中对页面置换算法的模拟，有助于理解虚拟存储技术的特点，并加深对请求页式虚存管理的页面调度算法的理解。 2.要求：本实验要求使用C语言编程模拟一个拥有若干个虚页的进程在给定的若干个实页中运行、并在缺页中断发生时分别使用FIFO和LRU算法进行页面置换的情形。其中虚页的个数可以事先给定（例如10个），对这些虚页访问的页地址流（其长度可以事先给定，例如20次虚页访问）可以由程序随机产生，也可以事先保存在文件中。要求程序运行时屏幕能显示出置换过程中的状态信息并输出访问结束时的页面命中率。程序应允许通过为该进程分配不同的实页数，来比较两种置换算法的稳定性。二、实验说明 1．设计中虚页和实页的表示本设计利用C语言的结构体来描述虚页和实页的结构。在虚页结构中，pn代表虚页号，因为共10个虚页，所以pn的取值范围是0—9。pfn代表实页号，当一虚页未装入实页时，此项值为-1；当该虚页已装入某一实页时，此项值为所装入的实页的实页号pfn。time项在FIFO算法中不使用，在LRU中用来存放对该虚页的最近访问时间。在实页结构中中，pn代表虚页号，表示pn所代表的虚页目前正放在此实页中。pfn代表实页号，取值范围（0—n-1）由动态指派的实页数n所决定。next是一个指向实页结构体的指针，用于多个实页以链表形式组织起来，关于实页链表的组织详见下面第4点。 2．关于缺页次数的统计为计算命中率，需要统计在20次的虚页访问中命中的次数。为此，程序应设置一个计数器count，来统计虚页命中发生的次数。每当所访问的虚页的pfn项值不为-1，表示此虚页已被装入某实页内，此虚页被命中，count加1。最终命中率=count/20*100%。 3．LRU算法中“最近最久未用”页面的确定

存储管理实验报告

实验三、存储管理一、实验目的： ? 一个好的计算机系统不仅要有一个足够容量的、存取速度高的、稳定可靠的主存储器，而且要能合理地分配和使用这些存储空间。当用户提出申请存储器空间时，存储管理必须根据申请者的要求，按一定的策略分析主存空间的使用情况，找出足够的空闲区域分配给申请者。当作业撤离或主动归还主存资源时，则存储管理要收回作业占用的主存空间或归还部分主存空间。主存的分配和回收的实现虽与主存储器的管理方式有关的，通过本实验理解在不同的存储管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。在计算机系统中，为了提高主存利用率，往往把辅助存储器（如磁盘）作为主存储器的扩充，使多道运行的作业的全部逻辑地址空间总和可以超出主存的绝对地址空间。用这种办法扩充的主存储器称为虚拟存储器。通过本实验理解在分页式存储管理中怎样实现虚拟存储器。在本实验中，通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解。熟悉虚存管理的各种页面淘汰算法通过编写和调试地址转换过程的模拟程序以加强对地址转换过程的了解。二、实验题目：设计一个可变式分区分配的存储管理方案。并模拟实现分区的分配和回收过程。对分区的管理法可以是下面三种算法之一：（任选一种算法实现）首次适应算法循环首次适应算法最佳适应算法三．实验源程序文件名:cunchuguanli.c

执行文件名:cunchuguanli.exe 四、实验分析： 1)本实验采用可变分区管理，使用首次适应算法实现主存的分配和回收 1、可变分区管理是指在处理作业过程中建立分区，使分区大小正好适合作业的需求，并且分区个数是可以调整的。当要装入一个作业时，根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间，若有，则按需要量分割一个分区分配给该作业；若无，则作业不能装入，作业等待。随着作业的装入、完成，主存空间被分成许多大大小小的分区，有的分区被作业占用，而有的分区是空闲的。为了说明那些分区是空闲的，可以用来装入新作业，必须有一张空闲说明表 ? 空闲区说明表格式如下：? 第一栏第二栏其中，起址——指出一个空闲区的主存起始地址，长度指出空闲区的大小。长度——指出从起始地址开始的一个连续空闲的长度。状态——有两种状态，一种是“未分配”状态，指出对应的由起址指出的某个长度的区域是空闲区；另一种是“空表目”状态，表示表中对应的登记项目是空白（无效），可用来登记新的空闲区（例如，作业完成后，它所占的区域就成了空闲区，应找一个“空表目”栏登记归还区的起址和长度且修改状态）。由于分区的个数不定，所以空闲区说明表中应有适量的状态为“空表目”的登记栏目，否则造成表格“溢出”无法登记。 2、当有一个新作业要求装入主存时，必须查空闲区说明表，从中找出一个足够大的空闲区。有时找到的空闲区可能大于作业需要量，这时应把原来的空闲区变成两部分：一部分分

存储器练习题答案

一、选择题 1、存储器和CPU之间增加Cache的目的是( )。 A. 增加内存容量 B. 提高内存的可靠性 C. 解决CPU与内存之间速度问题 D.增加内存容量，同时加快存取速度 2、常用的虚拟存储系统由（）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。 A 主存-辅存 B 快存-主存 C 快存-辅存 D 通用寄存器-主存 3、双端口存储器所以能高速进行读/ 写，是因为采用（）。A．高速芯片B．两套相互独立的读写电路 C．流水技术D．新型器件 4、在下列几种存储器中，CPU可直接访问的是（）。 A. 主存储器 B. 磁盘 C. 磁带 D. 光盘 5、SRAM芯片，存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为（）。 A．64，16 B．16，16 C．64，8 D．16，64。 6、采用虚拟存储器的主要目的是（）。 A．扩大主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度B．提高主存储器的存取速度 C．提高外存储器的存取速度 D．扩大外存储器的存储空间

7、双端口存储器在（）情况下会发生读/写冲突。 A. 左端口与右端口的地址码不同 B. 左、右端口的地址码相同 C. 左、右端口的数据码相同 D. 左、右端口的数据码不同 8、计算机系统中的存储器系统是指（）。 A RAM存储器 B ROM存储器 C 主存储器D主存储器和外存储器 9、某计算机字长32位，其存储容量为4MB，若按半字编址，它的寻址范围是（）。 A 0~4MB-1 B 0~2MB-1 C 0~2M-1 D 0~1M-1 10、某一SRAM芯片，采用地址线与数据线分离的方式，其容量为512×8位，除电源和接地端外，该芯片引出线的最小数目应是（）。 A 23 B 25 C 50 D 19 11、以下四种类型的半导体存储器中，以传输同样多的字为比较条件，则读出数据传输率最高的是（）。 A DRAM B SRAM C FLASH ROM D EPROM 12、计算机的存储器采用分级存储体系的目的是（）。A．便于读写数据B．减小机箱的体积

操作系统实验五虚拟存储器管理

操作系统实验实验五虚拟存储器管理学号1115102015 姓名方茹班级11 电子A 华侨大学电子工程系

实验五虚拟存储器管理实验目的 1、理解虚拟存储器概念。 2、掌握分页式存储管理地址转换盒缺页中断。实验内容与基本要求 1、模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上，当作业被选中时，可把作业的开始几页先装入主存且启动执行。为此，在为作业建立页表时，应说明哪些页已在主存，哪些页尚未装入主存。作业执行时，指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作存放的页号和单元号，硬件的地址转换机构按页号查页表，若该页对应标志为“ 1”，则表示该页已在主存，这时根据关系式“绝对地址 =块号×块长 +单元号”计算出欲访问的主存单元地址。如果块长为 2 的幂次，则可把块号作为高地址部分，把单元号作为低地址部分，两者拼接而成绝对地址。若访问的页对应标志为“ 0”，则表示该页不在主存，这时硬件发“缺页中断”信号，有操作系统按该页在磁盘上的位置，把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令。设计一个“地址转换”程序来模拟硬件的地址转换工作。当访问的页在主存时，则形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行。当访问的页不在主存时，则输出“ * 该页页号”，表示产生了一次缺页中断。 2、用先进先出页面调度算法处理缺页中断。 FIFO 页面调度算法总是淘汰该作业中最先进入主存的那一页，因此可以用一个数组来表示该作业已在主存的页面。假定作业被选中时，把开始的 m 个页面装入主存，则数组的元素可定为m 个。实验报告内容 1、分页式存储管理和先进先出页面调度算法原理。分页式存储管理的基本思想是把内存空间分成大小相等、位置固定

南京中医药大学虚拟存储器管理实验

实验三虚拟存储管理实验性质：验证建议学时：3 实验目的：存储管理的主要功能之一是合理的分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本实验的目的是请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换方法。预习内容：阅读教材《计算机操作系统》第四章，掌握存储器管理相关概念和原理。实验内容：（1）通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。指令的地址按下述原则生成： ①50%的指令是顺序执行的； ②25%的指令是均匀分布在前地址部分； ③25%的指令是均匀分布在后地址部分。具体的实施方法是： ①在[0,319]的指令地址之间随机选取一起点m； ②顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令； ③在前地址[0,m+1]中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为m’； ④顺序执行一条指令，其地址为m’+1； ⑤在后地址[m’+2,319]中随机选取一条指令并执行； ⑥重复上述步骤，直至执行320次指令。（2）将指令序列变换成页地址流。设：①页面大小为1K； ②用户内存容量为10块到32块； ③用户虚存容量为32K；在用户虚存中，按每页存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中的存放方式为：第0条~第9条指令为第0页（对应的虚存地址为[0，9]）；第10条~第19条指令为第1页（对应的虚存地址为[10，19]）； …… 第310条~第319条指令为第31页（对应的虚存地址为[310，319]）；按以上方式，用户指令可组成32页。（3）计算并输出下述各种算法在不同的内存容量下的缺页率。 ①先进先出的算法（FIFO）； ②最近最少使用算法（LRU）； ③最佳淘汰法（OPT）：先淘汰最不常用的页地址； ④最少访问页面算法（LFU）。缺页率=（页面失效次数）/（页地址流长度）= 缺页中断次数/ 320 在本实验中，页地址流的长度为320，页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存的次数。

OS实验指导四——虚拟存储器管理

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《操作系统》实验指导四开课实验室：A207、A209 2015/11/23 、2015/11/24 实验类型设计实验项目（四）虚拟存储器管理实验实验学时 4 一、实验目的设计一个请求页式存储管理方案，并编写模拟程序实现。二、设备与环境 1. 硬件设备：PC机一台 2. 软件环境：安装Windows操作系统或者Linux操作系统，并安装相关的程序开发环境，如C \C++\Java 等编程语言环境。三、实验要求 1) 上机前认真复习页面置换算法，熟悉FIFO算法和LRU页面分配和置换算法的过程； 2) 上机时独立编程、调试程序； 3) 根据具体实验要求，完成好实验报告（包括实验的目的、内容、要求、源程序、实例运行结果截图）。四、实验内容 1、问题描述：设计程序模拟FIFO和LRU页面置换算法的工作过程。假设内存中分配给每个进程的最小物理块数为m，在进程运行过程中要访问的页面个数为n，页面访问序列为P1, … ,Pn，分别利用不同的页面置换算法调度进程的页面访问序列，给出页面访问序列的置换过程，并计算每种算法缺页次数和缺页率。 2、程序具体要求如下：编写程序用来模拟虚拟页式存储管理中的页面置换要求： 1)快表页面固定为4块 2)从键盘输入N个页面号 3)输出每次物理块中的页面号和缺页次数，缺页率 4)实现算法选择

3、程序流程图 3、源程序参考：（1）FIFO 算法部分 #include "stdio.h" #define n 12 #define m 4 void main() { int ym[n],i,j,q,mem[m]={0},table[m][n]; char flag,f[n]; printf("请输入页面访问序列\n "); for(i =0;i

第五章虚拟存储器附答案

第五章虚拟存储器一、单项选择题 1. 虚拟存储器的最大容量＿＿＿。 *A. 为内外存容量之和 B. 由计算机的地址结构决定（（（实际容量 C. 是任意的 D. 由作业的地址空间决定虚拟存储器是利用程序的局部性原理，一个作业在运行之前，没有必要全部装入内存，而只将当前要运行那部分页面或段装入便可以运行，其他部分放在外部存储器内，需要时再从外存调入内存中运行，首先它的容量必然受到外存容量的限制，其次寻址空间要受到计算机地址总线宽度限制。最大容量（逻辑容量）收内外存容量之和决定，实际容量受地址结构决定。2．在虚拟存储系统中，若进程在内存中占3块（开始时为空），采用先进先出页面淘汰算法，当执行访问页号序列为1﹑2﹑3﹑4﹑1﹑2﹑5﹑1﹑2﹑3﹑4﹑5﹑6时，将产生＿＿＿次缺页中断。（开始为空，内存中无页面，3块物理块一开始会发生三次缺页。） A. 7 B. 8 C. 9 D. 10 3. 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.扩充主存容量 4. 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＿＿＿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 5．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________。(在最后一题做完后再作答)答案错误选择：D A．减少 B. 增加 C. 无影响 D. 可能增加也可能减少 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

虚拟存储器管理实验报告书

淮海工学院计算机科学系实验报告书课程名：《操作系统》题目：虚拟存储器管理页面置换算法模拟实验班级：学号：姓名：

实验四虚拟存储器管理实验

实验四虚拟存储器管理实验 ◆实验名称：存储器管理实验 ◆仪器、设备：计算机 ◆参考资料：操作系统实验指导书 ◆实验目的：设计一个请求页式存储管理方案，并编写模拟程序实现。 ◆实验内容：编写程序用来模拟虚拟页式存储管理中的页面置换要求： 1.快表页面固定为4块 2.从键盘输入N个页面号 3.输出每次物理块中的页面号和缺页次数，缺页率 ◆实验原理、数据（程序）记录： #define PAGES 4 /* 物理块数*/ #define N 16 /*最多输入的页面号*/ int pages[PAGES][2]; /*page[i][0]保存页面号，page[i][1]保存页面存留时间*/ int queue[N]; /*页面号数组*/ void initialise(void) /*------------初始化：快表和页面号数组++++++++++++++*/ { int i; for(i=0;i

实验四虚拟存储器管理

实验四虚拟存储器管理一、实验目的 1、为了更好的配合《操作系统》有关虚拟存储器管理章节的教学。 2、加深和巩固学生对于请求页式存储管理的了解和掌握。 3、提高学生的上机和编程过程中处理具体问题的能力。二、实验内容请求页式存储管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本实验的目的是通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。 1．通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。指令的地址按下述原则生成： a.50%的指令是顺序执行的。 b.25%的指令是均匀分布在前地址部分。 c.25%的指令是均匀分布在后地址部分。具体的实施方法是： a.在[0,319]指令地址之间随机选取一起点； b.顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令； c.在前地址[0，m+1]中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为m’； d.顺序执行一条指令，其地址为m’； e.在后地址[m’+2，319]中随机选取一条指令并执行； f.重复上述步骤a~e，直到执行320次指令。 2．将指令序列变换成为页地址流设： a.页面大小为1K； b.用户内存容量为4到32页； c.用户虚存容量为32K。在用户虚存中，按每K存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中的存放方式为：第0条~第9条指令为第0页，对应虚存地址为[0，9]；

第10条~第19条指令为第1页，对应虚存地址为[10，19] . . 第310条~第319条指令为第31页，对应虚存地址为[310，319]。按以上方式，用户指令可组成32页。 3、输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。 a.先进先出的算法； b.最近最少访问算法； c.最近最不经常使用算法。其中：命中率=1-页面失效次数/页地址流长度页地址流长度为320，页面失效次数为每次访问相同指令时，该指令所对应的页不在内存的次数。三、实验要求实验课时4学时。要求画出利用各种算法置换时的置换图，并可以分析说明。编程可分为几个部分完成：指令的分页，算法的选择，算法的实现，命中率的输出。编写程序前可先阅读Linux源代码页面换入： static int do_swap_page(struct mm_struct * mm, struct vm_area_struct * vma,unsigned long address, pte_t * page_table,swp_entry_t entry,int write_access) { struct page *page = lookup_swap_cache(entry); pte-t pte; if (!pgae){ lock_kernel( ); swapin_readahead(entry); page = read_swap_cache(entry); unlock_kernel( ); if (!page) return -1;

计算机组成原理期末考试习题及答案

《计算机组成原理》练习题一、单项选择题 1．CPU响应中断的时间是__C____。 A．中断源提出请求； B．取指周期结束； C．执行周期结束； D．间址周期结束。 2．下列说法中___C___是正确的。 A．加法指令的执行周期一定要访存； B．加法指令的执行周期一定不访存； C．指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期一定访存； D．指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期不一定访存。 3．垂直型微指令的特点是__C____。 A．微指令格式垂直表示； B．控制信号经过编码产生； C．采用微操作码； D．采用微指令码。 4．基址寻址方式中，操作数的有效地址是___A___。 A．基址寄存器内容加上形式地址（位移量）； B．程序计数器内容加上形式地址； C．变址寄存器内容加上形式地址； D．寄存器内容加上形式地址。 5．常用的虚拟存储器寻址系统由___A___两级存储器组成。 A．主存－辅存；B．Cache－主存； C．Cache－辅存；D．主存—硬盘。 6．DMA访问主存时，让CPU处于等待状态，等DMA的一批数据访问结束后，CPU再恢复工作，这种情况称作___A___。 A．停止CPU访问主存；B．周期挪用； C．DMA与CPU交替访问；D．DMA。 7．在运算器中不包含____D__。 A．状态寄存器；B．数据总线； C．ALU；D．地址寄存器。 8．计算机操作的最小单位时间是__A____。 A．时钟周期；B．指令周期； C．CPU周期；D．中断周期。 9．用以指定待执行指令所在地址的是__C____。 A．指令寄存器；B．数据计数器； C．程序计数器；D．累加器。 10．下列描述中___B___是正确的。 A．控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果； B．一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算逻运算五个单元； C．所有的数据运算都在CPU的控制器中完成； D．以上答案都正确。 11．总线通信中的同步控制是___B___。 A．只适合于CPU控制的方式； B．由统一时序控制的方式； C．只适合于外围设备控制的方式； D．只适合于主存。

实习五虚拟存储器实验报告

实习五虚拟存储器一、实习内容模拟分页式虚拟存储管理中硬件的地址转换和缺页中断，以及选择页面调度算法处理缺页中断。二、实习目的在计算机系统中，为了提高主存利用率，往往把辅助存储器（如磁盘）作为主存储器的扩充，使多道运行的作业的全部逻辑地址空间总和可以超出主存的绝对地址空间。用这种办法扩充的主存储器称为虚拟存储器。通过本实习帮助同学理解在分页式存储管理中怎样实现虚拟存储器。三、实习题目本实习有三个题，其中第一题必做，第二、第三题中可任选一个。第一题：模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。 [提示]： (1) 分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上，当作业被选中时，可把作业的开始几页先装入主存且启动执行。为此，在为作业建立页表时，应说明哪些页已在主存，哪些页尚未装入主存，页表的格式为：其中，标志——用来表示对应页是否已经装入主存，标志位=1，则表示该页已经在主存，标志位=0，则表示该页尚未装入主存。主存块号——用来表示已经装入主存的页所占的块号。在磁盘上的位置——用来指出作业副本的每一页被存放在磁盘上的位置。 (2) 作业执行时，指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作数存放的页号和单元号，硬件的地址转换机构按页号查页表，若该页对应标志为“1”，则表示该页已在主存，这时根据关系式：绝对地址=块号块长+单元号计算出欲访问的主存单元地址。如果块长为2的幂次，则可把块号作为高地址部分，把单元号作为低地址部分，两者拼接而成绝对地址。按计算出的绝对地址可以取到操作数，完成一条指令的执行。若访问的页对应标志为“0”，则表示该页不在主存，这时硬件发“缺页中断”信号，由操作系统按该页在磁盘上的位置，把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令。 (3) 设计一个“地址转换”程序来模拟硬件的地址转换工作。当访问的页在主存时，则形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行。当访问的页不在主存时，则输出“*该页页号”，表示产生了一次缺页中断。该模拟程序的算法如图5-1。 (4) 假定主存的每块长度为128个字节；现有一个共七页的作业，其中第0页至第3

【VR虚拟现实】实验虚拟存储器

实验9、Windows虚拟内存 1 背景知识在Windows环境下，4GB的虚拟地址空间被划分成两个部分：低端2GB提供给进程使用，高端2GB提供给系统使用。这意味着用户的应用程序代码，包括DLL以及进程使用的各种数据等，都装在用户进程地址空间内(低端2GB)。用户过程的虚拟地址空间也被分成三部分： 1)虚拟内存的已调配区(committed)：具有备用的物理内存，根据该区域设定的访问权限，用户可以进行写、读或在其中执行程序等操作。 2)虚拟内存的保留区(reserved)：没有备用的物理内存，但有一定的访问权限o 3)虚拟内存的自由区(free)：不限定其用途，有相应的PAGE_NOACCESS权限。与虚拟内存区相关的访问权限告知系统进程可在内存中进行何种类型的操作。例如，用户不能在只有PAGE_READONLY权限的区域上进行写操作或执行程序；也不能在只有PAGE_EXECUTE权限的区域里进行读、写操作。而具有PAGE_NOACCESS权限的特殊区域，则意味着不允许进程对其地址进行任何操作。在进程装入之前，整个虚拟内存的地址空间都被设置为只有PAGE_NOACCESS权限的自由区域。当系统装入进程代码和数据后，才将内存地址的空间标记为已调配区或保留区，并将诸如EXECUTE、READWRITE和READONLY的权限与这些区域相关联。如表1所示，给出了MEMORY_BASIC_INFORMATION的结构，此数据描述了进程虚拟内存空间中一组虚拟内存页面的当前状态，其中State项表明这些区域是否为自由区、已调配区或保留区；Protect项则包含了Windows系统为这些区域添加了何种访问保护；Type项则表明这些区域是可执行图像、内存映射文件还是简单的私有内存。

虚拟存储器

虚拟存储器摘要纠错编辑摘要虚拟存储器源出于英国ATLAS计算机的一级存储器概念。这种系统的主存为16千字的磁芯存储器，但中央处理器可用20位逻辑地址对主存寻址。到1970年，美国RCA公司研究成功虚拟存储器系统。IBM公司于1972年在IBM370系统上全面采用了虚拟存储技术。虚拟存储器已成为计算机系统中非常重要的部分。虚拟存储器只是一个容量非常大的存储器的逻辑模型，不是任何实际的物理存储器。它借助于磁盘等辅助存储器来扩大主存容量，使之为更大或更多的程序所使用。它指的是主存-外存层次。以透明的方式给用户提供了一个比实际主存空间大得多的程序地址空间。虚拟存储器-工作原理虚拟存储器模型虚拟存储器是由硬件和操作系统自动实现存储信息调度和管理的。它的工作过程包括6个步骤： ①中央处理器访问主存的逻辑地址分解成组号a和组内地址b，并对组号a进行地址变换，即将逻辑组号a作为索引，查地址变换表，以确定该组信息是否存放在主存内。 ②如该组号已在主存内，则转而执行④；如果该组号不在主存内，则检查主存中是否有空闲区，如果没有，便将某个暂时不用的组调出送往辅存，以便将这组信息调入主存。 ③从辅存读出所要的组，并送到主存空闲区，然后将那个空闲的物理组号a和逻辑组号a登录在地址变换表中。 ④从地址变换表读出与逻辑组号a对应的物理组号a。 ⑤从物理组号a和组内字节地址b得到物理地址。 ⑥根据物理地址从主存中存取必要的信息。

存储模型调度方式有分页式、段式、段页式3种。页式调度是将逻辑和物理地址空间都分成固定大小的页。主存按页顺序编号，而每个独立编址的程序空间有自己的页号顺序，通过调度辅存中程序的各页可以离散装入主存中不同的页面位置，并可据表一一对应检索。页式调度的优点是页内零头小，页表对程序员来说是透明的，地址变换快，调入操作简单；缺点是各页不是程序的独立模块，不便于实现程序和数据的保护。段式调度是按程序的逻辑结构划分地址空间，段的长度是随意的，并且允许伸长，它的优点是消除了内存零头，易于实现存储保护，便于程序动态装配；缺点是调入操作复杂。将这两种方法结合起来便构成段页式调度。在段页式调度中把物理空间分成页，程序按模块分段，每个段再分成与物理空间页同样小的页面。段页式调度综合了段式和页式的优点。其缺点是增加了硬件成本，软件也较复杂。大型通用计算机系统多数采用段页式调度。虚拟存储器-虚实地址示意图 1、实地址与虚地址用户编制程序时使用的地址称为虚地址或逻辑地址，其对应的存储空间称为虚存空间或逻辑地址空间；而计算机物理内存的访问地址则称为实地址或物理地址，其对应的存储空间称为物理存储空间或主存空间。程序进行虚地址到实地址转换的过程称为程序的再定位。 2、虚存的访问过程虚存空间的用户程序按照虚地址编程并存放在辅存中。程序运行时，由地址变换机构依据当时分配给该程序的实地址空间把程序的一部分调入实存。每次访存时，首先判断该虚地址所对应的部分是否在实存中：如果是，则进行地址转换并用实地址访问主存；否则，按照某种算法将辅存中的部分程序调度进内存，再按同样的方法访问主存。由此可见，每个程序的虚地址空间可以远大于实地址空间，也可以远小于实地址空间。前一种情况以提高存储容量为目的，后一种情况则以地址变换为目的。后者通常出现在多用户或多任务系统中：实存空间较大，而单个任务并不需要很大的地址空间，较小的虚存空间则可以缩短指令中地址字段的长度。虚拟存储器-异构体系

微型计算机原理作业第三章习题与思考题

第三章习题与思考题典型例题解析例3-1高速缓冲存储器(Cache)的存取速度（）。 A．比内存慢，比外存快B．比内存慢，比内部寄存器快 C. 比内存快，比内部寄存器慢 D. 比内存快，比内部寄存器快例3-2 在存储器连线时，选片控制采用（）方式时，不仅存在（）问题，而且所分配的地址也是不同的。 A．全译码B．线选法C．地址重迭D．地址浮动例3-3 某计算机的主存为3KB，则内存地址寄存器需（）位就足够了。 A．10 B．11 C．12 D．13 例3-4 在微机中，CPU访问各类存储器的频率由高到低的次序为（）。 A．高速缓存、内存、磁盘B．内存、磁盘、高速缓存 C．磁盘、内存、高速缓存D．磁盘、高速缓存、内存答案：A 分析：内存存放当前运行的程序和数据，访问频率高于磁盘，C和D不合题意；在采用Cache和内存的存储体系结构中，CPU总是先访问Cache，只有未命中时才访问内存，B也不对。所以选A。例3-5 常用的虚拟存储器寻址系统由（）两级存储器组成。 A．主存一外存B．Cache一主存 C．Cache—外存D．Cache——Cache 答案：A 分析：虚拟存储器由存储器管理机制以及一个大容量的外存支持。它是在存储体系层次结构基础上，通过存储器管理部件MMU，在外存和主存之间进行虚拟地址和实地址间的变换的。例3-6 下面的说法中，正确的是（）。 A．EPROM是不能改写的 B．EPROM是可改写的，所以也是一种读写存储器

C．EPROM只能改写一次 D．EPROM是可改写的，但它不能作为读写存储器答案：D 分析：EPROM是紫外线可擦写可编程ROM，可反复多次改写，所以A和C不正确；EPROM的编程需外加编程电压，不能在线随机改写，因而EPROM不是随机读写存储器，所以B也不正确。例3-7 一个具有24根地址线的微机系统，装有16KBROM、480KB RAM和100MB的硬盘，说明其内存容量为（）。 A．496KB B．16MB C．100．496MB D. 480KB 答案：A 分析：内存由ROM和RAM组成，答案C含硬盘容量不合题意；存储器总容量与实际装机容量是不同概念，此题答案B、D也不合题意。例3-8 外存储器与内存储器相比，其特点是（）。 A．存储容量大，存取速度快，断电不丢失信息 B．存储容量大，存取速度慢，断电不丢失信息 C．存储容量大，断电不丢失信息，信息无须调入内存即可被CPU访问 D．存储容量大，断电会丢失信息，信息须调入内存才能被CPU访问答案：B 分析：外存是指磁盘、磁带等用作后备存储器的存储媒介，断电不丢失信息，其存取速度要比内存慢，且外存信息须调入内存才可被CPU访问，所以A、C、D均不合题意。例3-9 对于地址总线为32位的微处理器来说，其直接寻址的范围可达（）。 A．1MB B.16MB C．64MB D．4GB 答案：D 例3-10某微机有16条地址线,现用SRAM 2114(1K×4)存储器芯片组成存储系统。问：(1) 采用线选法译码时，系统的存储器容量最大为多少?此时需要多少个2114 存储器芯片? （2）若采用全译码译码，系统最大存储量又为多少?需要多少2114芯片?

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