《操作系统》第五章习题.doc

第五章课后习题 1.（1）一次性，作业必须一次性的全部装入内存后方能开始运行。 （2）驻留性，作业被装入内存后，整个作业都一直驻留在内存中，其中任何部分都不会被换出，直至作业运行结束。 一次性和驻留性特征使得许多在程序运行中不用或暂时不用的程序（数据）占据了大量的内存空间，而一些需要运行的作业又无法装入运行中，浪费了宝贵的内存资源。 2.（1）时间局限性，如果程序中的某条指令被执行，则不久以后该指令可能再次被执行，如果某数据被访问，则不久之后该数据可能再次被访问。 （2）空间局限性，一旦程序访问了某个存储单元，在不久之后，其附近的存储单元也将被访问，即程序在一段时间内所访问的地址可能集中在一定的范围之内。 3.（1）多次性。（2）对换性。（3）虚拟性。 最本质的特征是多次性和对换性。 4.分页请求系统的硬件支持：（1）请求分页的页表机制；（2）缺页中断机构；（3）地址变换机构； 请求分段系统的硬件支持：（1）请求分段的段表机制；（2）缺段中断机构；（3）地址变换机构。 5.分页请求系统和请求分段系统。 6.页表项有：页号，物理块号，状态位P，访问字段A，修改位M，外存地址。 （1）状态位（存在位）P：用于只是该页是否已调入内存，供程序访问时参考； （2）访问字段A：用于记录本页在一段时间内被访问的次数，或记录本页最近已有多长时间未被访问，提供给置换算法在选择换出页面时参考； （3）修改位M：标识该页在调入内存后是否被修改过； （4）外存地址：用于指出该页在外存上的地址，通常是物理块号，供调入该页时参考。 7.区别：（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才检查是否有中断请求到达。而缺页中断是在指令执行期间，若发现所要访问的的指令或数据不在内存时，便立即产生和处理缺页中断信号。 （2）一条指令在执行期间可能产生多次缺页中断。 8.在进行地址变换时，首先检索快表，试图从中找到所要访问的页。若找到，便修改页表项中的访问位，供置换算法选换出页面时参考。对于写指令，还须将修改位置成“1”，表示该页在调入内存后已被修改。然后利用页表项中给出的物理块号和页内地址形成物理地址。地址变换过程就此结束。 9.固定分配局部置换：所谓固定分配，是指为每个进程分配一组固定数目的物理块，在进程运行期间不再改变。所谓局部置换，时甚至如果进程在运行中发现缺页，则只能从分配给该进程的n个页面中选出一页换出，然后再调入一页，以保证分配给该进程的内存空间不变。 可变分配全局置换：所谓可变分配，是指先为每个进程分配一定数目的物理块，在进程运行期间，可根据情况做适当的增加或减少。所谓全局置换，是指如果进程在运行中发现缺页，则将OS所保留的空闲物理块取出一块分配给该进程，或者以所有进程的全部物理快为标的，选择一块换出，然后将所缺之页调入。 10.（1）系统拥有足够的对换区空间，可以全部从对换区调入所需页面； （2）系统缺少足够的对换区空间，凡是不会被修改的文件，都直接从文件区调入，对那些可能被修改的部分，在将它们换出时便须调到对换区，以后需要时再从对换区调入。 （3）UNIX方式。由于与进程有关的文件都放在文件区，故凡是未运行过的页面，都应从文件区调入。 11.当程序所要访问的页面未在内存时，便向CPU发出一缺页中断，中断处理程序首先保留CPU环境，分析中断原因后转入缺页中断处理程序。该程序通过查找页表得到该页在外存的物理块后，如果此时内存能容纳新页，则启动磁盘I/O，将所缺之页调入内存，然后修改页表。如果内存已满，则须先按照某种置换算法，从内存中选出一页准备换出，如果该页未被修改过，可不必将该页写回磁盘，但如果此页已被修改，则必须将它写会磁盘，然后再把所缺的页调入内存，并修改页表中的相应表项，置其存在位为“1”，并将此页表项写入快表中。 12．最佳置换算法，先进先出置换算法，最近最久未使用和最少使用置换算法，clock置换算法，页面缓冲算法。 13.当物理块数为3时：缺页次数F为8，缺页率f为8/12=6.7 当物理块数为4时：缺页次数F为10，缺页率f为10/12=0.3 14.（1）寄存器；（2）栈 15.在改进型clock算法中，还增加了一个因素，置换代价。选择页面换出时，既要是未使用过的页面，又要是未被修改的页面。把同时满足这两个条件的页面作为首选淘汰的页面，由访问位A和修改位M可以组合成四种类型的页面。在进行页面置换时，可采用与简单clock算法相似的算法，其差别在于该算法须同时检查访问位与修改位，以确定该页是四类页项中的哪一种。 16.（1）页面置换算法；（2）写回磁盘的频率；（3）读入内存的频率 17.特点：（1）显著的降低了页面换进、换出的频率，使磁盘I/O