存储管理综合题1． 试述缺页中断与一般中断的主要区别解：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2． 已知页面走向为1、2、1、3、1、2、4、2、1、3、4，且开始执行时主 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，缺页率又为多少？［分析及相关知识］ 在进行内存访问时，若所访问的页已在主存，则称 此次访问成功；若所访问的页不在主存，则称此次访问失败，并产生缺页中断。
若 程序P在运行过程中访问页面的总次数为S,其中产生缺页中断的访问次数为F,则 其缺页率为：F/s.解：根据所给页面走向，采用FIFO淘汰算法的页面置换情况如下： 页面走向1 2 1 3 1 2 4 2 1 3 4从上述页面置换图可以看出：页面引用次数为11次，缺页次数为9次，所以 缺页率为9/11若采用后一种页面淘汰策略，其页面置换情况如下： 页面走向1 2 1 3 1 2 4 2 1 3 4物理块11131113 4物理块2 2 2 2 4 2 2 2缺页缺缺缺缺缺缺缺缺9•某操作系统采用可娈分区分配存储管理方法，用户区为512K且始址为 0，用空闲分区管理空闲分区若分配采用分配空闲区低地址部分的方案，且初始 时用户区的512K空间空闲，对下述申请序列：申请300K，申请100K，释放300K，申请150K，申请30K，申请40K，申请 60K，释放 30K回答下列问题：（1） 采用首次适应算法，空闲分区中有哪些空块（给出始址，大小）？（2） 采用最佳适应算法，空闲分区中有哪些空块（给出始址，大小）？（3）台再申请100K，针对（1）和（2）各有什么结果?初始无（0512K)申请 300K212K)（0，300K)（300K，申请 100K112K)（0，300K)（400K，操作：已分配空间空闲块300K，100K)释放 300K300K，100K)0，300K)400K，112K)申请 150K150K)0，（150K，150K）300K，100K)400K，112K)申请 30K150K)0，（180K，120K）150K，30K)400K，112K)申请 40K150K)0，（220K，80K）150K，30K)400K，112K)170K，40K) 300K，100)申请 60K （0280K，20K)(400K,112K)150K）（150K，30K）（180K，40K）（220K，60K）（300K，100K）释放 30K150K)180K，40K)0，(150K，30K)280K，20K)400K，112K)300K，100K)采用最佳适应算法时的操作流程：操作： 已分配空间 空闲块初始 无512K）申请 300K0，300K)300K，212K)112K)300K，100K)释放 300K300K，100K)0，300K)400K，112K)申请 150K（0，150K)（150K，150K)(300K，100K)(400K，112K)申请 30K（0，150K)（150K，150K)300K，100K)430K，82K)（400K，30K）申请 40K150K）（300K，100K）（400K，30K）（430K，40）0，（150K，150K）（470K，42K）申请 60K （0，150K)210K，90K)（150K，60K）（300K，100K）（400K，30K）（430K，40K）释放 30K(470K, 42K)150K)0，(210K,90K)400K,30K)150K,60K)300K,100K)470K,42K)430K,40K)解：（1）采用首次适应算法,在完成了题目所给的毓申请及释放内存操作后,内存分配情况如图 5,11,空闲分区表如下所示。
150K180K220K280K300K400K512K-1150K40K60K100K图 5.11 采用首次适应算法的内存分配情况分区小1 30K1280K20K2400K112大起始地址150K（2）采用最佳适应算法，完成了题目所给的系列申请及释放内存操作后，内存分配情况如图5.12所示（用阴影表示空闲空间），空闲分区表如下：150K150K60K210K300K400K430K470K512K-1100K40K图5.12 采用最佳适应算法的内存分配情况大起始地址分区小30K400K42K470K2 90K210K（3）如再申请空间100K空间，由上述结果可知，采用首次适应算法后剩下的 空闲分区能满足这一申请要求；而采用最佳适应算法后剩下的空闲分区不能满足这 一申请要求10．有一页式系统，其页表存放在主存中1） 如果对主存的一次存取需要1.5微秒，试问实现一次页面访问的存取 时间是多少？（2） 如果系统加有快表，平均命中率为85%，当页表项在快表中时，其查 找时间忽略为0，试问此时的存取时间为多少？解：若页表存放在主存中，则要实现一次页面访问需要两次访问主存，一次 是访问页表，确定所存取页面的物理地址，第二次才根据该地址存取页面数据。
1）由于页表存放在主存，因此CPU必须两次访问主存才能获得所需数 据，所以实现一次页面访问的存取时间是：1.5X2=3 微秒（2）在系统增加了快表后，在快表中找到页表项的概率为85%，所以实现一次 页面的访问的存取时间是0.85X 1.5+(1-0.85)X2X 1.5=1.725 微秒11．若在一分页存储管理系统中，某作业的页表如下所示已知页面大小为1024字节，试将逻辑地址1011，2148，3000，4000，5012转化为相应的物理地 址块号页号解：本题中，为了描述方便，设页号为P,页内位移为W,逻辑地址为A,页 面大小为L，则:p=int(A/L)w=A mod L 对于逻辑地址1011 p=int(1011/1024)=0 w=1011 mod 1024=1011 查页表第0页在第二块 对于逻辑地址2148 p=int(2148/1024)=2 w=2148 mod 1024=100 查页表第2页在第1块 对于逻辑地址3000 p=int(3000/1024)=2 w=3000 mod 1024=928 查页表第2页在第1块, 对于逻辑地址4000 p=int(4000/1024)=3所以物理地址为3059。
所以物理地址为1124所以物理地址为1796w=4000mod 1024=928查页表第3页在第6块, 所以物理地址为7072对于逻辑地址5012p=int(5012/1024)=4w=5012mod1024=916因页号超过页表长度，该逻辑地址非法12．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（2） 先进先出淘汰算法（3） 最近最久未使用淘汰算法解：（1）根据所给页面走向，使用最佳页面淘汰 算法时，页面置换情况如 下：走向 432143543215块1 4 4 4 4块2块32 1 5 5 5缺页 缺 缺 缺缺 缺 缺 缺缺页率为：7/12块1块2块3块4缺页缺缺缺页率为：6/12 由上述结果可以看出，增加分配给作业 的内存块数可以降低缺页率2）根据所给页面走向，使用最佳页面淘汰 算法时，页面置换情况如下：走向4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5块1 4 4 4 1 1 1 5 5 5块2 3 3 3 4 4 4 3 2块3 2 2 2 3 3 2 1缺页 缺 缺 缺缺 缺 缺 缺缺页率为：9/12块1 4 4 4 45 5 5 5 1 1块2 3 3 3块3 2 2块4 13 4 4 4 4 52 2 3 3 3 31 1 1 2 2 2缺页 缺 缺 缺缺缺页率为：10/12由上述结果可以看出，对先进先出算法而言，增加分配给作业的内存块数反而使缺页率上升，这种异常现象称为Belady现象。
3) 根据所给页面走向，使用最佳页面淘汰算法时，页面置换情况如下：块14 4 4 1115222块23244 441 1块32323 333 5缺页 缺缺缺缺缺■缺! 缺走向4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5缺页率为：10/12走向4321435 4 3 2 1 5块14444444 5块2333。