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1、 1 例例 1：某分页系统，主存容量为：某分页系统，主存容量为 64K，页面大小为，页面大小为 1K，对一个，对一个 4 页大的作业，其页大的作业，其 0、1、2、 3 页分别被分配到主存的页分别被分配到主存的 2、4、6、7 块中。将十进制的逻辑地址块中。将十进制的逻辑地址 1023、2500、4500 转换为转换为 物理地址。物理地址。 1）逻辑地址 1023：1023/1K 得页号为 0，页内地址为 1023，查页表找到对应得物理块为 2， 故物理地址为 2*1K+1023=3071。 2）逻辑地址 2500：2500/1K 得页号为 2，页内地址为 452，查页表找到对应得物理块为 6
2、， 故物理地址为 6*1K+452=6596。 3）逻辑地址 4500：4500/1K 得页号为 4，页内地址为 404，页号大于页表长度，产生越界中 断 例例 2：某系统有：某系统有 224 字节的内存，固定分区的大小为字节的内存，固定分区的大小为 216 字节，字节，1）进程表中的每个表项至）进程表中的每个表项至 少要用多少位来记录分配给进程的分区？少要用多少位来记录分配给进程的分区？2）界限寄存器必须要有多少位？）界限寄存器必须要有多少位？ 1）224 字节/ 216 字节= 28 字节，因此需要 8 位来存储 28 个分区中的一个。 2）固定分区的大小为 216 字节，故最大合法地址是
3、 216-1，二进制中 216-1 是 16 位，所以 界限寄存器有 16 位。 例例 3：在某简单分页系统中，有：在某简单分页系统中，有 224 字节的物理内存，字节的物理内存，256 页的逻辑地址空间，且页的大小页的逻辑地址空间，且页的大小 为为 210 字节，问逻辑地址有字节，问逻辑地址有多少位？多少位？ 答：逻辑地址空间包括了 256=28个大小为 210字节的页，总的逻辑地址空间是 21028=218 字节，因此需要 18 位的地址来表示 218字节地址空间。 例例 4：某系统的用户空间共有：某系统的用户空间共有 32 个页面，每页个页面，每页 1KB，主存，主存 16KB。试问：。
4、试问： 1）逻辑地址的有效位是多少？）逻辑地址的有效位是多少？ 2）物理地址需要多少位？）物理地址需要多少位？ 3）假定某时刻系统为用户的第）假定某时刻系统为用户的第 0，1，2，3 页分别分配的物理块号为页分别分配的物理块号为 5，10，4，7，试将虚，试将虚 地址地址 0A5CH 和和 093CH 变换为物理地址。变换为物理地址。 答： 1） 逻辑地址空间包括了 32=25个大小为 210字节的页， 总的逻辑地址空间是 25210=215 字节，因此需要 15 位的地址来表示 215字节地址空间。 2）物理地址=主存 16KB=214，因此物理地址需要 14 位。 3）0A5CH=0001
5、01001011100B，前 5 位为逻辑地址中的页号，为 00010B=2，即该地址的物 理块号为 4，表示为 5 位的二进制为 00100B，因此 0A5CH 的物理地址是 001001001011100， 即 125CH。同样的方法求得，093CH 对应的物理地址是 113CH。 例例 5：假设一个分页存储系统具有快表，多数活动页表项都可以存在其中。如果页表放在内：假设一个分页存储系统具有快表，多数活动页表项都可以存在其中。如果页表放在内 存中。内存访问时间是存中。内存访问时间是 1us，若快表的命中率是，若快表的命中率是 85，则有效存取时间为多少？若快表的，则有效存取时间为多少？若快
6、表的 命中率为命中率为 50，那么有效存取时间为多少？，那么有效存取时间为多少？ 解：当快表的命中率为 85时，有效存取时间为： 0.851（10.85）（11）1.15us 当快表的命中率为 50时，有效存取时间为： 0.51（10.5）（11）1.5us 例例 6：计算计算0,430, 1,10, 2,500, 3,400, 4,20, 5,100的内存地址的内存地址 答：0,430：219+430=649 1,10： 3300+10=3310 2,500：段内地址越界 3,400：1237+400=1637 4,20：1952+20=1972 段号段号 段长段长 内存起始地址内存起始地址
7、 0 660 219 1 14 3330 2 100 90 3 580 1237 4 96 1952 2 5,100：段号越界 思考题：思考题： 1、 “整体对换从逻辑上也扩充了内存， 因此也实现了虚拟存储器的功能整体对换从逻辑上也扩充了内存， 因此也实现了虚拟存储器的功能”这种说法是否正确？这种说法是否正确？ 请说明理由。请说明理由。 这种说法不正确。 整体对换是以整个进程为单位的对换， 目的是用来解决内存紧张问题， 并可进一步提高 内存的利用率。 虚拟存储器是指仅把作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统， 是指具有请求 调入功能和置换功能、 能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系
8、统。 虚拟存储系统的 实现，毫无例外的都是建立在离散分配存储管理方式的基础上的。 虽然整体对换能提高内存利用率， 但仅使用交换技术， 仍然无法实现仅把作业的一部分 装入内存便可运行作业，故交换并不能实现虚拟存储器。 2、某系统采用页式存储管理策略，拥有逻辑空间某系统采用页式存储管理策略，拥有逻辑空间 32 页，每页为页，每页为 2KB，拥有物理空间，拥有物理空间 1MB。 1）写出逻辑地址的格式。）写出逻辑地址的格式。 2）若）若不考不考虑访问权限等，进程的页表有多少项？每项至少有多少位？虑访问权限等，进程的页表有多少项？每项至少有多少位？ 3）如果物理空间减少一半，页表结构应相应作怎样的改变
9、？）如果物理空间减少一半，页表结构应相应作怎样的改变？ 答：1）逻辑地址格式为： 15 11 10 0 页号 p 位移量 w 2）页表只存放块号，所以是一项，每页 2KB，1MB 物理空间可分为 29 内存块，所以 9 位 3）如果物理空间减少一半，则页表中页表项数不变，每项长度减少一位 3、已知某系统页面长已知某系统页面长 4KB，每个页表项为，每个页表项为 4B，采用多层分页策略映射，采用多层分页策略映射 64 位的用户地址空位的用户地址空 间。若限定最高层页表只占间。若限定最高层页表只占 1 页，则它可采用几层分页策略？页，则它可采用几层分页策略？ 答：64 位虚拟地址的虚拟空间大小为
10、264。页面长为 4KB，即 212字节，页表项 4 字节，所 以一个页面可以存放 210个表项。 由于最高层页表占一页，也就是说其页表项个数最多为 210个，每一项对应一页，每页 又可以存放 210个页表项，所以采用的分层数最多为 int64/10=6 层。 4、对于表所示的段表，请将逻辑地址（对于表所示的段表，请将逻辑地址（0，137） 、 （） 、 （1，4000） 、 （） 、 （2，3600） 、 （） 、 （5，230）转换）转换 成物理地址。成物理地址。 段号段号 段长段长 内存起始地址内存起始地址 0 10KB 50K 1 3KB 60K 2 5KB 70K 3 8KB 120
11、K 4 4KB 150K （0,137） ：137+50=187 （1,4000） ：段内地址越界 （2,3600） ：70+3600=3670 （5,230） ：段号越界 5、在一个请求分页系统中，假如一个作业的页面走向为在一个请求分页系统中，假如一个作业的页面走向为 4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、 1、5，目前它还没有任何页装入内存，当分配给该作业的物理块数目，目前它还没有任何页装入内存，当分配给该作业的物理块数目 M 分别为分别为 3 和和 4 时，时， 请分别计算采用请分别计算采用 OPT、LRU 和和 FIFO 页面淘汰算法时，访问过程中所发生的缺页次数和缺页页面淘汰算法时
12、，访问过程中所发生的缺页次数和缺页 率，并比较所得结果。率，并比较所得结果。 （选做括号内的内容：根据本题的结果，请查找资料，说明什么是（选做括号内的内容：根据本题的结果，请查找资料，说明什么是 Belady 现象现象，在哪种置换算法中会产生，在哪种置换算法中会产生 Belady 现象，为什么？）现象，为什么？） 物理块数目为物理块数目为 3 时时: OPT： 3 页面 引用 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 物 理 块 4 4 4 4 4 2 1 3 3 3 3 3 3 2 1 5 5 5 缺页 x x x x x x x 置换 发生 4 次置换，7 次缺页中断，总访问次数 1
13、2，缺页率：7/12=58% LRU: 页面 引用 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 物 理 块 4 4 4 1 1 1 5 2 2 2 3 3 3 4 4 4 4 1 1 2 2 2 3 3 3 3 5 缺页 x x x x x x x x x X 置换 发生 7 次置换，10 次缺页中断，总访问次数 12，缺页率：10/12=83% FIFO: 页面 引用 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 物 理 块 4 4 4 1 1 1 5 5 5 3 3 3 4 4 4 2 2 2 2 2 3 3 3 1 缺页 x x x x x x x x X 置换 发生 6 次置换，
14、9 次缺页中断，总访问次数 12，缺页率：9/12=75% 物理块为物理块为 4 时：时： OPT： 页面 引用 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 物 理 块 4 4 4 4 4 1 3 3 3 3 3 2 2 2 2 1 5 5 缺页 x x x x x x 置换 发生 2 次置换，6 次缺页中断，缺页率：6/12=50% LRU: 页面 引用 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 物 理 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 4 块 2 2 5 5 1 1 1 2 2 缺页 x x x x x x x 置换 发生 3 次置换，7 次缺页中断，缺页率：7
15、/12=58% FIFO: 页面 引用 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 物 理 块 4 4 4 4 5 5 5 5 1 3 3 3 3 4 4 4 4 2 2 2 2 3 3 3 1 1 1 1 2 2 缺页 x x x x x x x x x 置换 发生 5 次置换，9 次缺页中断，缺页率：9/12=75% 6、现有一请求调页系统，页表保存在寄存器中。若一个被替换的页未被修改过，则处理一、现有一请求调页系统，页表保存在寄存器中。若一个被替换的页未被修改过，则处理一 个缺页中断需要个缺页中断需要 8ms；若被替换的页已被修改过，则处理一个缺页中断需要；若被替换的页已被修改过，则处理一个缺页中断需要 20ms。内存存。内存存 取时间为取时间为 1us，访问页表的，访问页表的时间可忽略不计。假定时间可忽略不计。假定 70%被替换的页被修改过，为保证有效存被替换的页被修改过，为保证有效存 取时间不超过取时间不超过 2us，可接受的最大缺页率是什么？，可接受的最大缺页率是什么？ P*(0.7*20+0.3*8+0.001)+(1-p)*0.001=0.002 16.4p=0.001 P=0.00006 7、有一个二维数组：有一个二维数组：VAR A：AR
