贵州大学计算机科学与技术学院《操作系统》第 08 章习题解析 

1. 若采用动态地址重定位，其地址重定位工作是在（ B ）完成的。

A、往内存装载进程时刻

B、执行每一条指令时刻

C、调度程序选中进程时刻

D、在内存中移动进程时刻

【解析】

2. 提出存储层次体系的主要依据是（ A ）。

A、程序访问的局部性原理

B、多道程序设计技术

C、存储保护技术

D、虚拟存储技术

3. 在虚拟页式存储系统中，若页面尺寸为 4KB，页表项大小为 4B，则采用三级 页表结构可以表示（ B ）大小的虚拟地址空间。

A、2^48

B、2^42

C、2^32

D、2^45

【解析】 每页可存储页表项的数目：4KB/4B=1K=2^10 个，每页大小：4KB=2^12B

一级页表可表示的虚拟地址空间：2^10*2^12=2^22

二级页表可表示的虚拟地址空间：2^10*2^10*2^12=2^32

三级页表可表示的虚拟地址空间：2^10*2^10*2^10*2^12=2^42

4. 已知系统为 32 位实地址，采用 48 位虚拟地址，页面大小为 4KB，页表项大 小为 8B。假设系统使用纯页式存储，则要采用几级页表，页内偏移多少位？ （ B ）

A、3,12

B、4,12

C、3,14

D、4,14

【解析】 每页大小：4K=2^12 每页可存储页表项的数目：4K/8=2^12/2^3=2^9 个

一级页表可表示的虚拟地址空间：2^9*2^12=2^21

二级页表可表示的虚拟地址空间：2^9*2^9*2^12=2^30

三级页表可表示的虚拟地址空间：2^9*2^9*2^9*2^12=2^39

四级页表可表示的虚拟地址空间：2^9*2^9*2^9*2^9*2^12=2^48

5. 下列关于快表的叙述中，（ B ）是错误的。

A、快表的内容是页表的子集

B、快表保存在内存固定位置

C、对快表的查找是按内容并行完成的

D、引入快表可以加快地址转换速度

【解析】 TLB 是一种高速缓存，MMU 使用它来改善虚拟地址到物理地址的转换速度。

6. 在段页式分配中，CPU 每回从内存中取数据，至少需要（ C ）次访问内存。

A、1

B、2

C、3

D、4

【解析】 第一次访问内存段表、第二次访问段内页表完成地址映射、第三次访问内存中的数据。

7. 操作系统采用分页存储管理方式，要求（ A ）。

A、每个进程拥有一张页表，且进程的页表驻留在内存中

B、每个进程拥有一张页表，但只要执行进程的页表驻留在内存中

C、所有进程共享一张页表，以节约有限的内存空间，但页表必须驻留在内存中

D、所有进程共享一张页表，只有页表中当前使用的页面必须驻留在内存中

【解析】 在多个进程并发执行时，所有进程的页表大多数驻留在内存中，在系统中只设置一 个页表寄存器 PTR，在其中存放内存中页表的起始地址和页表长度。 平时进程未执行时，页表的起始地址和页表长度存放在本进程的 PCB 中，当调度 到某进程时，才将这两个数据装入页表寄存器中。

8. 下列措施中，能加快虚实地址转换的是（ C ）。

I ．增大快表 (TLB) 容量

II ．让页表常驻内存

III ．增大交换区 (swap)

A、仅 I

B、仅 II

C、仅 I、II

D、仅 II、III

9. 在采用页式存储管理方案的系统中，若进程处于就绪状态，则页表的起始地址 保存在（ A ）中。

A、进程控制块 PCB

B、寄存器

C、内存

D、TLB 快表

【解析】 进程执行前会将页表首地址载入 CPU 寄存器，切换时地址寄存器的值将写回 PCB。

10. 下列关于紧缩技术的叙述中，（ C ）是错误的。

A、紧缩技术可以合并分散的小空闲区，以形成大的空闲区

B、完成紧缩会增加处理器的开销

C、紧缩技术能解决内、外碎片问题

D、紧缩技术可用于可变分区存储管理方案

【解析】 内存紧缩只能处理外碎片问题，内碎片存在于进程内部，为了保证已分配内存块/ 页的大小要求（2 的整数次幂）不能调整。

11. 分区分配内存管理方式的主要保护措施是（ A ）。

A、界地址保护

B、程序代码保护

C、数据保护

D、栈保护

12. 在一分页存储管理系统中，某作业的页表如下所示。已知页面大小为 1024 字 节，则逻辑地址 2148 对应的物理地址是（ D ）。

A、2148

B、3059

C、1024

D、1124 

【解析】 物理地址的计算公式为：物理地址＝块大小（即页大小 L）×块号 f＋页内地址 d 。本题中设页号为 p，页内位移为 d，则 p＝int（2148/1024）＝2，d＝2148 mod 1024＝100。查页表第 2 页在第 1 块，故物理地址为 1024＋100＝1124。

13. 假设一个将页表放在内存中的分页系统采用 TLB 以加快地址映射。如果一次内 存访问需要 200ns，75%的页表引用发生在 TLB（假设在 TLB 中查找页表项 占用零时间），则内存的有效访问时间是（ D ）。

A、300ns

B、400ns

C、200ns

D、250ns

【解析】 有效访问时间 = 0.75*200 ns+0.25*400 ns = 250 ns

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

假定页目录项和页表项均占 4 个字节，则进程的页目录和页表共占（ D ）页。

A、4

B、10

C、1024

D、1025

【解析】 顶级页目录只会有 1 个页：页内必须连续分配，若超过 1 页，顶级目录将产生分 页，从而需要增加一层页目录。 页表索引所占页数=顶级页目录所包含的最大项数=页大小 212/页表项大小 4=210=1024 个

15. 设有 8 页的逻辑空间，每页有 1024B，它们被映射到 32 块的物理存储区中。 那么，逻辑地址和物理地址的有效位分别为（ C ）位。

A、10、11

B、12、14

C、13、15

D、14、16

【解析】 本题需要弄清页大小、页号位数、物理块数、页内偏移地址、逻辑地址位数、物理 地址位数之间的联系。

 因为 8 页=23 页，所以表示页号的地址有 3 位，又因为每页有 1024B=210B， 所以页内偏移地址有 10 位，所以逻辑地址总共有 13 位；

 又因为页面的大小和物理块的大小是一样的，所以每个物理块也是 1024B，而 内存至少有 32 块物理块，所以内存大小至少是 32×1024B=215B，所以物理 地址至少要 15 位，不然无法访问内存的所有区域。

16. 采用分段存储管理的系统中，若段地址用 24 位表示，其中 8 位表示段号，则 允许每段的最大长度是（ B ）。

A、2^24B

B、2^16B

C、2^8B

D、2^32B

17. 已知系统为 32 位实地址，采用 48 位虚拟地址，页面大小为 4KB，页表项大 小为 8B，每段最大为 4GB。 1）假设系统采用一级页表，TLB 命中率为 98%，TLB 访问时间为 10ns，内存访 问时间为 100ns，并假设当 TLB 访问失败后才开始访问内存，则平均页面访 问时间为（112 ）ns。 2）如果是二级页表，则页面平均访问时间为（ 114 ）ns。 3）若系统采用段页式存储，则每用户最多可以有（ 65536 ）个段，段内采用 （ 3 ）级页表。

【解析】

1）系统进行页面访问操作时，首先读取页面对应的页表项，有 98%的概率可以在 TLB 中直 接读 取到（ 10ns）， 然后 进行 地址 变换 ，访 问内存 读取 页面 （ 100ns ） ， 所 需 要 的 时 间 为 10ns+100ns=110ns 。 如 果 TLB 未 命 中 （10ns），则要通过一次内存访问来读取页表项（100ns），地址变换后，再 访问内存（100ns），因 TLB 访问失败后才开始访问内存，因此所需时间为 10ns+100ns+100ns=210ns。页表平均访问时间为： [98%×110+（1-98%）×210]ns=112ns

2）二级页表的情况下，TLB 命中的访问的访问时间还是 110ns，未命中的访问时间加 上一次内存访问时间（多了一级页表要多访存一次），即 210ns+100ns=310ns， 所以平均访问时间为： [98%×110+（1-98%）×310]ns=114ns

3）系统采用 48 位虚拟地址，虚拟地址空间为 248B，每段最大为 4GB，那么最大 段数=2^48B/4GB=2^16=65536。 4GB=2^32B，即段内地址位数为 32，段内采用多级页表，那么多级页表级数=⌈(32-12)/9⌉=3，故段内采用 3 级页表。

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