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1、1. 假定有一个请求分页存储管理系统，测得各相关成分的利用假定有一个请求分页存储管理系统，测得各相关成分的利用率为：率为：CPU利用率为利用率为20；磁盘交换区为；磁盘交换区为997；其他；其他IO设备为设备为5。 试问下面哪些措施将（可能）改进试问下面哪些措施将（可能）改进CPU的利用率的利用率？ （1）增加一个更快速的）增加一个更快速的CPU。（2）增大磁盘交换区的容量）增大磁盘交换区的容量 （3）增加多道程序的度数。）增加多道程序的度数。（4）减少多道程序的度数。）减少多道程序的度数。（5）增加其他更快速的）增加其他更快速的IO设备。设备。答：答： （4）如果进程运行所要使用的分页比所分
2、配的还多，此时必然会发生缺页中断，而且必须做页面的置换操作，再执行被换入的页面。但是因为所有的分页都在使用中，所以进程因为需要使用刚刚替换出去的分页，所以很快又发生缺页中断。这样不停地把之后会使用到的分页换出并且随后再立刻调入，称为分页的颠簸现象（抖动现象），这会造成分页在内存与磁盘中不断地来回移动，但都是在做虚功，程序本身一点都无法进行。CPU使用率多道程序度颠簸现象颠簸现象（抖动现象）的原因：当CPU使用率低的时候，CPU调度器为了增加CPU的利用率，通常会提高多道程序度，也就是在输入队列中选一个进程加载内存中。但因为这个新的进程需要使用许多物理块，所以会发生缺页中断。如果系统是采用全局分
3、配物理块的方式，这个进程可能会抢其他进程所使用的物理块，以替换所使用的分页。但是如果其他进程在执行时也需要被换出去的分页，又会发生缺页中断。结果造成这些产生缺页中断的进程都在等待分页设备将它们需要的分页调入内存，这样会造成CPU的使用率更低。而CPU调度器发现CPU的利用率降低时，又会从输入队列中选一个进程加载内存中，新的进程可又会从其他进程中抢一些物理块来执行，结果造成缺页现象越加频繁，使得CPU利用率更低了，结果又导致系统想再次提高多道程序度。这样现象不断连续下去，导致系统性能极低，进程所有的时间都花在页面置换上了。解除颠簸现象（抖动现象）为了解除颠簸现象，系统必须减少多道程序度，使剩余的
4、进程有足够的物理块可以使用。这样缺页现象会减轻，而能再度提高CPU的使用率控制系统中的缺页频率来防止颠簸现象在操作系统中先定义缺页频率的上限和下限，当某进程的缺页频率大于系统定义的上限时，表明进程所需要的物理块不够，必须再分配物理块。当缺页频率比下限还要低，表示此进程拥有过多的物理块，系统可以收回未使用的物理块。当某进程的缺页频率增加，但系统已经没有空的物理块可供使用，可以暂停部分进程，将它们的物理块收回分配给其余的进程使用。缺页频率分配的物理块数下限上限设有二维数组设有二维数组 var A; array 1.100 of array 1.100 of integer; 其中数组元素其中数组元
5、素A1，1存放在页面大小为存放在页面大小为200的的分页存储管理系统中的地址分页存储管理系统中的地址200处，数组按行存储。使用该处，数组按行存储。使用该数组的一个较小的程序存放在第数组的一个较小的程序存放在第0页中（地址页中（地址0199），这），这样将只会从第样将只会从第0页取指令。页取指令。 假定现有三个页面，第一个页面假定现有三个页面，第一个页面存放程序，其余两个页面初始为空。试问：若使用存放程序，其余两个页面初始为空。试问：若使用LRU替替换算法，下面的数组初始化循环将会产生多少次缺页中断换算法，下面的数组初始化循环将会产生多少次缺页中断？ 设每个整数占设每个整数占2个字节。个字节。
6、（1）for j:=1 to 100 do (2)for i:=1 to 100 do for i:=1 to 100 do for j:=1 to 100 do Ai,j:=0; Ai,j:=0;（1）for j:=1 to 100 do for i:=1 to 100 do Ai,j:=0; 程序代码A11A12A1100A21A22A21000199内存空间 内循环每执行一次内循环每执行一次Ai,j:=0时时,就会发生就会发生一次缺页中断一次缺页中断,整个程序又两层循环整个程序又两层循环,所所以共造成以共造成100*100次缺页中断次缺页中断.（2）for i:=1 to 100 do
7、for j:=1 to 100 do Ai,j:=0; 程序代码A11A12A1100A21A22A21000199内存空间 内循环只会发生一次缺页中断内循环只会发生一次缺页中断,所以整个所以整个程序的两层循环结构造成程序的两层循环结构造成100次缺页中断次缺页中断.程序与数据结构队分页错误的影响也是相程序与数据结构队分页错误的影响也是相当大的。当大的。程序代码A11A12A150A21A22A2500199内存空间如果把分页的大小改为100个字节，（1）for j:=1 to 100 do for i:=1 to 100 do Ai,j:=0; 内循环每执行一次内循环每执行一次Ai,j:=0
8、时时,就会就会发生一次缺页中断发生一次缺页中断,整个程序又两层整个程序又两层循环循环,所以共造成所以共造成100*100次缺页中次缺页中断断. 程序代码A11A12A150A151A152A11000199内存空间如果把分页的大小改为100个字节，（2）for i:=1 to 100 do for j:=1 to 100 do Ai,j:=0; 内循环会发生内循环会发生2次缺页中断次缺页中断,所以整所以整个程序的两层循环结构造成个程序的两层循环结构造成100*2=200次缺页中断次缺页中断. 比之前分页大小为比之前分页大小为200字节时增加字节时增加了一倍。了一倍。可见分页大小对缺页的影响也相当可见分页大小对缺页的影响也相当大。大。
