操作系统A-第四和五章(存储器)作业解析

目录

1、在请求分页系统中，某用户程序的逻辑地址空间为 16 页，每页 1KB，分配的内存空间为 8KB。假定某时刻该用户的页表如下表所示。

试问：(1)逻辑地址 184BH 对应的物理地址是多少？（用十六进制表示）(2)逻辑地址 5000(十进制)对应的物理地址是多少？（用十进制表示）(3)当用户进程欲访问 24A0H 单元时，会出现什么现象？

2、请求分页管理系统中，假设某进程的页表内容如下表所示。​编辑页面大小为 4KB，一次内存的访问时间是 100ns，一次快表(TLB)的访问时间是 10ns，处理一次缺页的平均时间为 108ns(已含更新 TLB 和页表的时间)，进程的驻留集大小固定为 2，采用最近最少使用置换算法(LRU)和局部淘汰策略。假设①TLB 初始为空；②地址转换时先访问TLB，若 TLB 未命中，再访问页表(忽略访问页表之后的 TLB 更新时间)；③有效位为 0 表示页面不在内存，产生缺页中断，缺页中断后，返回到产生缺页中断的指令处重新执行。设有虚地址访问序列 2362H、1565H、25A5H，请问：

(1) 依次访问上述三个虚地址，各需多少时间？给出计算过程。(2) 基于上述访问序列，虚地址1565H的物理地址是多少？请说明理由。

3、在某一采用固定分配局部置换策略的请求分页系统中，有一进程逻辑地址空间有10个页，分得了4个页框，每页的装入时间、最后访问时间、访问位R如下表所示(时间用时钟点数表示)。​编辑假设页的大小为 4KB(4096B)，当进程执行到时刻 300 时，要访问逻辑地址 6AB8H 的数据，请回答下列问题：(1)若采用先进先出(FIFO)置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。(2)若采用最近最久未使用(LRU)页面置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。(3)若采用时钟(CLOCK)置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程(设搜索下一页的指针沿顺时针方向移动，且当前指向 2 号页，示意图如下)。

 4、(1)已知某分页系统，主存容量为 32K，页面大小为 1K，对一个 4 页大小的作业，其页表如下。

则逻辑地址 3500、4500 分别对应的物理地址各为多少？用十进制给出其物理地址的计算过程（5 分）。(2)某段表内容如下：​编辑则逻辑地址为（3，150）和（2，3000）的实际物理地址各是多少？用十进制给出其物理地址的计算过程（5 分）

 5、有一个虚存系统，某进程占用 3 个内存块，开始时内存为空，执行如下访问页号序列后：5，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，5，0，1(1)采用先进先出（FIFO）页面置换算法，页面置换次数是多少？(需画置换图)(2)采用最近最久未使用（LRU）页面置换算法，页面置换次数是多少？(需画置换图)

6. 一个页式虚拟存储系统，其并发进程数固定为 4 个。最近测试了它的 CPU 利用率和用于页面交换的磁盘的利用率，得到下列 3 组数据，针对每组数据，说明系统发生了什么事情。增加并发进程数能提升 CPU 的利用率吗？页式虚拟存储系统有用吗？(1)CPU 利用率为 13%；磁盘利用率为 97%(2)CPU 利用率为 87% ；磁盘利用率为 3%(3)CPU 利用率为 13% ；磁盘利用率为 3%

７.某计算机系统按字节编址，采用二级页表的分页存储方式，虚拟地址格式如下所示：​编辑请回答下列问题:1）页和页框的大小各为多少字节？进程的虚拟地址空间大小为多少页？2）若页目录项和页表项均占 4B，则进程的页目录和页表共占多少页？写出计算过程。3）若某指令周期内访问的虚拟地址为 0200 0000H 和 0111 2048H，则进行地址转换时共访问多少个二级页表？说明理由。 

---

1、在请求分页系统中，某用户程序的逻辑地址空间为 16 页，每页 1KB，分配的内存空间为 8KB。假定某时刻该用户的页表如下表所示。

试问：
(1)逻辑地址 184BH 对应的物理地址是多少？（用十六进制表示）
(2)逻辑地址 5000(十进制)对应的物理地址是多少？（用十进制表示）
(3)当用户进程欲访问 24A0H 单元时，会出现什么现象？

解：(1)逻辑地址 184BH=1 1000 0100 1011B，低 10 位 00 0100 1011B 是页内偏移量，高位110B 是页号，即页号为 6，查页表得内存块号为 61，即 111101B，与页内偏移地址 00 0100 1011B构成物理地址为 1111 0100 0100 1011B，即 F44BH。 (4 分)
(2)5000 DIV 1024=4，5000 MOD 1024=904，即逻辑地址 5000 的页号为 4，页内地址为 904。
查页表知其所在的页框号为 12，故对应的物理地址为：12*1024+904=13192。 (6 分)
(3)逻辑地址 24A0H=10 0100 1010 0000B，其所在的页号为 1001B=9，由题目所给条件可知该逻辑地址所在的页不在内存，故当用户进程欲访问 24A0H 单元时，会产生缺页中断。(10 分)

2、请求分页管理系统中，假设某进程的页表内容如下表所示。

页面大小为 4KB，一次内存的访问时间是 100ns，一次快表(TLB)的访问时间是 10ns，处理一次缺页的平均时间为 108ns(已含更新 TLB 和页表的时间)，进程的驻留集大小固定为 2，采用最近最少使用置换算法(LRU)和局部淘汰策略。假设①TLB 初始为空；②地址转换时先访问TLB，若 TLB 未命中，再访问页表(忽略访问页表之后的 TLB 更新时间)；③有效位为 0 表示页面不在内存，产生缺页中断，缺页中断后，返回到产生缺页中断的指令处重新执行。设有虚地址访问序列 2362H、1565H、25A5H，请问：

(1) 依次访问上述三个虚地址，各需多少时间？给出计算过程。
(2) 基于上述访问序列，虚地址1565H的物理地址是多少？请说明理由。

解：
(1) 因页的大小为 4KB，即 212，故十六进制地址的低 3 位是页内偏移，高位是页号。
2362H：页号 P=2，访问快表 10ns，因初始为空，访问页表 100ns 得到页框号，与页内偏移合成物理地址后访问内存 100ns，共花时间 10+100+100=210ns。 (2 分)
1565H：页号 P=1，访问快表 10ns，落空，访问页表 100ns 缺页，进行缺页中断处理 108ns，合
成物理地址后访问内存 100ns，共计 10+100+108+100=318ns。( 4 分）
25A5H：页号 P=2，访问快表 10ns 命中，合成物理地址后访问内存 100ns，共计 110ns。(6 分)
(2) 访问1565H时，因在此之前刚刚访问2362H所在的2号页，按LRU算法，应淘汰0号页，空101H号页框存放逻辑地址1565H所在的1号页。由页框号101H和页内偏移565H合成得到虚地址1565H对应的物理地址为101565H。 (10分 )

3、在某一采用固定分配局部置换策略的请求分页系统中，有一进程逻辑地址空间有10个页，分得了4个页框，每页的装入时间、最后访问时间、访问位R如下表所示(时间用时钟点数表示)。

假设页的大小为 4KB(4096B)，当进程执行到时刻 300 时，要访问逻辑地址 6AB8H 的数据，请回答下列问题：
(1)若采用先进先出(FIFO)置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。
(2)若采用最近最久未使用(LRU)页面置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。
(3)若采用时钟(CLOCK)置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程(设搜索下一页的指针沿顺时针方向移动，且当前指向 2 号页，示意图如下)。

 

 4、(1)已知某分页系统，主存容量为 32K，页面大小为 1K，对一个 4 页大小的作业，其页表如下。

页号	物理块号
0	5
1	10
2	7
3	4

则逻辑地址 3500、4500 分别对应的物理地址各为多少？用十进制给出其物理地址的计算过程（5 分）。
(2)某段表内容如下：

则逻辑地址为（3，150）和（2，3000）的实际物理地址各是多少？用十进制给出其物理地址的计算过程（5 分）

 5、有一个虚存系统，某进程占用 3 个内存块，开始时内存为空，执行如下访问页号序列后：5，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，5，0，1
(1)采用先进先出（FIFO）页面置换算法，页面置换次数是多少？(需画置换图)
(2)采用最近最久未使用（LRU）页面置换算法，页面置换次数是多少？(需画置换图)

6. 一个页式虚拟存储系统，其并发进程数固定为 4 个。最近测试了它的 CPU 利用率和用于页面交换的磁盘的利用率，得到下列 3 组数据，针对每组数据，说明系统发生了什么事情。增加并发进程数能提升 CPU 的利用率吗？页式虚拟存储系统有用吗？
(1)CPU 利用率为 13%；磁盘利用率为 97%
(2)CPU 利用率为 87% ；磁盘利用率为 3%
(3)CPU 利用率为 13% ；磁盘利用率为 3%

７.某计算机系统按字节编址，采用二级页表的分页存储方式，虚拟地址格式如下所示：

请回答下列问题:
1）页和页框的大小各为多少字节？进程的虚拟地址空间大小为多少页？
2）若页目录项和页表项均占 4B，则进程的页目录和页表共占多少页？写出计算过程。
3）若某指令周期内访问的虚拟地址为 0200 0000H 和 0111 2048H，则进行地址转换时共访问多少个二级页表？说明理由。