实验五存储管理（二）学号：姓名：班级：实验目的：1. 了解虚拟存储器。

2. 掌握分页存储管理的原理，熟悉段式存储和段页式存储管理。

3. 掌握常用的页面置换算法。

实验内容：一、选择：1.可变分区方式常用的主存分配算法中，（C）总是找到能满足作业要求的最大空闲区分配A、最佳适应算法B、首次适应算法C、最坏适应算法D、循环首次适应算法2．下列（A ）存储方式不能实现虚拟存储器A、分区B、页式C、段式D、段页式3．操作系统处理缺页中断时，选择一种好的调度算法对主存和辅存中的信息进行高效调度尽可能地避免（D）A、碎片B、CPU空闲C、多重中断D、抖动4．分页式存储管理的主要特点是（C）A、要求处理缺页中断B、要求扩充主存容量C、不要求作业装入到主存的连续区域D、不要求作业全部同时装人主存5．LRU页面调度算法淘汰（B）的页A、最近最少使用B、最近最久未使用C、最先进入主存D、将来最久使用6．分区管理要求对每一个作业都分配（A）的主存单元A、地址连续B、若干地址不连续的C、若干连续的页D、若干不连续的帧7．在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是（A）A、节省主存空间B、物理上扩充主存容量C、提高CPU的效率D、实现主存共享8．分页虚拟存储管理中，缺页中断时，欲调度一页进入主存中，内存己无空闲块，如何决定淘汰已在主存的块时，（B）的选择是很重要的A、地址变换B、页面调度算法C、对换方式D、覆盖技术9．（D）存储管理兼顾了段式在逻辑上清晰和页式在存储管理上方便的优点A、分段B、分页C、可变分区方式D、段页式10．在固定分区分配中，每个分区的大小是（C）A、随作业长度变化B、相同C、可以不同但预先固定D、可以不同但根据作业长度固定11．下述（B）页面置换算法会产生Belady现象A、最佳置换算法B、先进先出算法C、LRU算法D、Clock算法12．在一个分页式存储管理系统中，页表的内容为：若页的大小为4KB，则地址转换机构将相对地址0转换成的物理地址是（A）。

A．8192 B．4096C．2048 D．1024分析：注意，相对地址0肯定是第0页的第0个字节。

查页表可知第0页存放在内存的第2块。

现在块的尺寸是4KB，因此第2块的起始地址为8192。

故相对地址0所对应的绝对地址（即物理地址）是8192。

13．采用先进先出页面淘汰算法的系统中，一进程在内存占3块（开始为空），页面访问序列为1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5、6。

运行时会产生（D）次缺页中断。

A．7 B．8 C．9 D．10二、填空：1.在分页式存储管理的页表里，主要应该包含页号和块号两个信息。

2.在请求分页式存储管理中，页面淘汰是由于缺页引起的。

3.在请求分页式存储管理中采用先进先出（FIFO）页面淘汰算法时，增加分配给作业的块数时，缺页中断的次数有可能会增加。

4.虚拟存储管理策略可以扩大逻辑内存容量。

5.在分页存储管理系统中，从页号到物理块号的地址映射是通过页表实现的。

6.在存储器管理中，页是信息的物理单位，段是信息的逻辑单位。

页面大小由系统确定，段的大小由用户作业本身确定三、简答：1．分页存储管理中有哪几种常用的页面置换算法？试比较它们的优缺点。

答：●先进先出（FIFO）●最近最少使用的淘汰算法（LRU）●最近不经常使用的淘汰算法（LFU）●最优算法（OPT）FIFO算法最简单，但效率不高。

LRU的近似算法和LFU是较为实用的算法，效果较好，实现也不难。

OPT算法是最佳算法，但并不实用，因为要跟踪各页面方可预测未来，而这种预测往往是困难的。

2．请详细说明，引入分页存储管理是为了满足用户哪几方面的需求？答：1、为了充分利用空闲的存储空间，采取内存的不连续分配；2、为了消除外零头，采用等分内存；3、为了程序的浮动方便，采用动态地址重定位；4、为了从逻辑上扩充内存，按照逻辑地址空间来访问程序，采用了虚拟存储管理。

三、应用题：1．某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB，内存为16KB。

假则逻辑地址0A5C(H)答：（1）0A5C(H) 转换成十进制为：0*163+A*162+5*161+ C*160= 0*163+10*162+5*161+ 12*160= 0+2560+80+ 12= 2652（2）页号：(int)(2652/1024)=2 页内地址：2652-2*1024=604（3）物理地址：（页号为2的对应物理块号为4）4*1024+604=4700最后：4700转换成十六进制：125C(H)2、某请求页式管理系统，用户编程空间有40个页面，每个页面为200H字节。

假定某时刻用户页表中虚页号和物理块号对照表如下：虚页号0 2 5 17 20物理块号 5 20 8 14 36求虚地址0A3CH、223CH分别对应的物理地址。

答：虚地址0A3CH转换成十进制数为2620，每个页为200H，即512B，由2620/512可得，页号为5，页内地址为60。

查页表可知，其主存块号为8。

因此地址为2620的物理地址为：8*512+60=4156。

虚地址223CH转换成十进制数为8762，由8762/512可得，其页号为17，页内地址为58。

查页表可知，其主存块号为14。

因此地址为8762的物理地址为14*512+58=7226。

3、设某页系统中，页块大小为100B。

一个程序大小为1200B，可能的访问序列如下：10，205，110，735，603，50，815，314，432，320，225，80，130，270 系统采用LRU算法。

当为其分配4个主存块时，给出该作业驻留的各个页的变化情况及页故障数。

答：首先将逻辑地址变换成页号。

这样10，205，110，735，603，50，815，314，432，320，225，80，130，720，通过除以页的大小100，页号分别为0，2，1，7，6，0，8，3，4，2，0，1，2。

系统为运行进程分配4个主存块，采用LRU算法，因此可以列表给出进程的缺页情况：0 2 1 7 6 0 8 3 4 3 2 0 1 20 2 1 7 6 0 8 3 4 3 2 0 1 20 2 1 7 6 0 8 3 4 3 2 0 10 2 1 7 6 0 8 8 4 3 2 00 2 1 7 6 0 0 8 4 3 3F F F F F F F F F S F F F S由上表可见，被淘汰的页依次为0，2，1，7，6，0，8，4。

缺页次数为12次4、有一虚拟存储系统，采用先进先出（FIFO）的页面淘汰算法。

在主存中为每一个作业进程开辟3页。

某作业运行中使用的操作数所在的页号依次为：4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5。

1）该作业运行中总共出现多少次缺页？2）若每个作业进程在主存拥有4页，又将产生多少次缺页？3）如何解释所出现的现象？答：先进先出算法的实质是：总是选择作业中在主存驻留时间最长的一页进行淘汰。

若在主存中为每一作业进程开辟3页，对于题中的页面访问过程，其页面调度过程如下所示4 3 2 1 4 35 4 3 2 1 5页面1 4 4 4 1 1 1 5 5 5 5 5 5页面2 3 3 3 4 4 4 4 4 2 2 2页面3 2 2 2 3 3 3 3 3 1 1缺页中断 F F F F F F F F F1）该作业运行中总共出现9次缺页2）在主存拥有4页，又将产生10次缺页。

其页面调度过程见下图：4 3 2 1 4 35 4 3 2 1 5页面1 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 1 1页面2 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 5页面3 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3页面4 1 1 1 1 1 1 2 2 2缺页中断 F F F F F F F F F F3)从这个例子可以看出，当主存中为每一作业进程开辟4页时，出现了缺页次数反而增加的现象。

这种现象称为Belady现象。

5、现有一个作业，在段式存储管理的系统中已为其主存分配，建立的段表内容如下：注：括号中第一个元素为段号，第二个元素为段内地址。

答：段式存储管理的地址转换过程为：（1）根据逻辑地址中的段号查段表的相应栏目；（2）根据段内地址<段长度，检查地址是否越界；（3）若不越界，则绝对地址=该段的主存起始地址+段内地址。

逻辑地址（2，15）查段表得段长度为20，段内地址15<20，地址不越界，段号2查表得段首地址为480，于是绝对地址为480+15=495。

逻辑地址（0，60）查段表得段长度为40，段内地址60>40，地址越界，系统发出“地址越界”中断。

逻辑地址（3，18）查段表得段长度为20，段内地址18<20，地址不越界，段号3查表得段首地址为370，于是绝对地址=370+18=388。