习题 6 内存管理

一、选择题

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A D B A B A B C B 题号 11 12 13 14 15 答案 B A A C C 二、综合题

4、 答：操作系统中的存储管理主要指内存管理。内存又称主存，它是计算机系统中仅次于 CPU 的另一个宝贵资源。内存的主要职责是存放程序、数据以及操作结果，任何程序只 有装入内存后才能被处理机执行，管理好内存是操作系统的重要任务之一。

2、答：（1）内存分配和回收：记录内存的使用情况，为每道程序分配内存空间，回收系统 或用户程序释放的内存空间。

（2）内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间内运行，彼此互不干扰。 （3）地址变换：将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址。

（4）内存扩充：借助于虚拟存储技术来扩大物理内存的容量，使用户所感觉到的内存容量 比实际内存容量大得多。 3、答：

当一个程序的相对地址装入到与其逻辑地址空间不一致的绝对地址空间中时，为了保证程序 的正确运行，必须把指令和数据的逻辑地址转换为物理地址，这项工作称为地址重定位。 ① 静态地址重定位

在程序装入时由程序装入程序（装配程序）实现地址转换，将程序中的所有逻辑地址都加上 目标代码在主存内的起始地址。这种方式要求地址变换在程序执行前一次性完成。 ② 动态地址重定位。

程序执行过程中，CPU 在执行指令时实现地址转换。在多道程序系统中，内存空间常常被 多个进程共享，程序员事先不可能知道程序执行时在内存中的物理位置，且必须允许进程在 执行期间因对换或空闲区拼接而移动，这都需程序的动态重定位。动态重定位通常利用基址 寄存器的内容加上变址寄存器中的内容计算出指令的物理地址，它需要借助一定的硬件地址 转换机构才能实现。 4、答：

当某一个进程执行完成并释放所占分区时，系统应进行回收，此时会出现以下4 种情况。 ① 若回收区只与上空闲区相邻接，即其低地址部分邻接一空闲区。此时将回收区与上 空闲区合并，不必为回收区分配新表项，只需修改上空闲区的大小为二者之和即可。 ② 若回收区只与下空闲区相邻接，即其高地址部分邻接一空闲区。此时将回收区与下 空闲区合并，不必为回收区分配新表项，只需修改下空闲区的起始地址为回收区的起始地址、 大小为二者之和。

③ 若回收区与任何空闲区均不相邻接，即其高、低地址部分都不邻接一个空闲区。此 时则需要为回收区建立一个新的表项，填写回收区的大小和起始地址，并将其插入空闲分区 表（链）中相应的位置。

④ 若回收区与上、下空闲区均邻接，即其高、低地址部分均邻接一个空闲区。此时三 个邻接的空闲区合并，即将下空闲区表项在空闲区表中删除，修改上空闲区表项中的长度为 三者之和即可。

5、答：（1）采用首次适应算法，在完成了题目所给的系列申请及释放内存操作后，空闲分 区如下所示。

分区 0 1 2 大小 30K 20K 112K 起始地址 150K 280K 400K （2）采用最佳适应算法，在完成了题目所给的系列申请及释放内存操作后，空闲分区 如下所示。 分区 0 1 2 大小 30K 42K 90K 起始地址 400K 470K 210K （3）采用最差适应算法，在完成了题目所给的系列申请及释放内存操作后，空闲分区 如下所示。 分区 0 1 2 大小 30K 80K 52K 起始地址 150K 220K 460K （4）如再申请100K，有上述结果可知，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，采用最佳适应算法和最差适应算法均不能满足申请要求。 6、答：（1）程序空间的大小为32KB，因此逻辑地址的有效位数是15 位。 （2）内存储空间的大小是16KB，因此物理地址至少需要14 位。

（3）当页面为1KB 时，虚地址0A5C 表示页号为00010，页内地址是1001011100。该页在 内存的第4 块，即块号为0100，因此0A5C 的物理地址是01001001011100，即125CH。 用同样的方法可以求得，053C 的物理地址是293CH，103C 的逻辑地位在第4 页，产生越界 异常。

7、答：（1）1.5*2=3 微秒 （2）1.5*2*15%+1.5*85%=1.725 微秒 8、答：（1）5 位页号+11 位页内偏移

（2）进程的页表最多是32 项，每项为9 位（1M/2K=29）。

（3）进程页表项不变，还为32 项目，每项为8 位（0.5M/2K=28）。

9、答：具有两级页表的页式存储管理的地址空间依然是一维的，两级页的划分对于进程来 说都是透明的。而段页式存储管理的地址空间是二维的，段的划分用户能感觉到。

10、答：逻辑地址（0，137），（1，4000），（2，3600），（5，230）中的0，1，2，5 表示段 号，137，4000，3600，230 表示位移量。段号0 中的内存地址50K 表示0 号段的起始地址， 10K 表示这个段的长度。对于逻辑地址（0，137），先找到段号0 处，物理地址=起始地址+

位移量，即物理地址=50K+137=50*1024+137=51337.（说明1K=1024） 对于（1，4000），由于位移量4000>3*1024,所以越界，产生中断信号

对于（2，3600），找到段号2 处，物理地址=70K+3600=70*1024+3600=75280 对于（5，230），逻辑地址的段号5>段表长度4，发生越界，产生中断信号。

11、答：在段式存储管理中，段的长度不能大于内存的长度，因为一个的段占用一段连 续的内存空间，内存分配是以段为单位进行的，如果一个段的长度大于内存的长度，那么该 段将无法调入内存。在段页式存储管理中，段的长度可以大于内存的长度。因为内存分配的 单位是页，一个段内逻辑上连续的页面，可以分配到不连续的内存页面中，不要求一个段的

所有逻辑页都进入内存。

12、答：(1)在页式存储管理中，分页对于用户是透明的，一个进程由若干个页构成，所有 页的长度相同；(2)在段式存储管理中，分段对于用户是可见的，一个进程由若干个段构成， 各个段的长度可以不同，一个段恰好对应一个程序单位；(3)在段页式存储管理中，段的划 分对用户是可见的，段内页的划分对用户是透明的，一个段由若干个页构成，所有页的长度 相同。

13、答：页式存储管理优缺点：(1)静态等长存储分配简单，有效地解决了内存碎片问题；(2) 共享和保护不够方便。段式存储管理优缺点：(1)动态异长存储分配复杂，存在碎片问题；(2) 共享与保护方便；(3)可以实现动态链接和动态扩增。__