《操作系统教程》（第三版）CH1应用题参考答案
13主存中有两个空间区如图所示，
0K 15K 125K
100K 50K
现有作业序列依次为：Job1要求30K；Job2要求70K；Job3要求50K；使用首次适应、最坏适应和最佳适应算法处理这个作业序列，试问哪种算法可以满足分配？为什么？ 答：首次适应、最坏适应算法处理这个作业序列可以满足分配，最佳适应算法不行。因为后者会分割出无法使用的碎片，浪费内存，从而，不能满足所有作业的内存需求。
14 设有一页式存储管理系统，向用户提供的逻辑地址空间最大为16页，每页2048
字节，内存总共有8个存储块。试问逻辑地址至少应为多少位？内存空间有多大？ 答：逻辑地址211 ×24 ，故为15位。内存大小为23×211=214B=16KB。
15 在一分页存储管理系统中，逻辑地址长度为16位，页面大小为4096字节，现
有一逻辑地址为2F6AH，且第0、1、2页依次存在物理块10、12、14号中，问相应的物理地址为多少？ 答：因为逻辑地址长度为16位，而页面大小为4096字节，所以，前面的4位表示页号。把2F6AH转换成二进制为：0010 1111 0110 1010，可知页号为2。故放在14号物理块中，写成十六进制为：EF6AH。
16 有矩阵：VAR A：ARRAY[1‥100,1‥100] OF integer；元素按行存储。在
一虚存系统中，采用LRU淘汰算法，一个进程有3页内存空间，每页可以存放200个整数。其中第1页存放程序，且假定程序已在内存。 程序A：
FOR i：＝1 TO 100 DO
FOR j：＝1 TO 100 DO A[i,j]：＝0； 程序B：
FOR j：＝1 TO 100 DO
FOR i：＝1 TO 100 DO A[i,j]：＝0；
分别就程序A和B的执行进程计算缺页次数。
答：题中100×100=10000个数据，每页可以存放200个整数，故一共存放在50个页面中。由于元素按行存储，第1行、第2行放在第1页，?，第99行、第100行放在第50页。故对于程序A，缺页中断为50次。对于程序B，缺页中断为5000次。
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《操作系统教程》（第三版）CH1应用题参考答案
17 一台机器有48位虚地址和32位物理地址，若页长为8KB，问页表共有多少个
页表项?如果设计一个反置页表，则有多少个页表项? 答：因为页长8KB占用13住，所以，页表项有235个。反置页表项有219个。
18 在虚拟页式存储管理中，为解决抖动问题，可采用工作集模型以决定分给进程
的物理块数，有如下页面访问序列： …… 2 5 1 6 3 3 7 8 9 1 6 2 3 4 3 4 3 4 4 4 3 4 4 3 ……
△ t1 △ t2
窗口尺寸△＝9，试求t1、t2时刻的工作集。 答：t1时刻的工作集为：{1，2，3，6，7，8，9}。t时刻的工作集为：{3，4}。
19 有一个分页虚存系统，测得CPU和磁盘的利用率如下，试指出每种情况下的存
在问题和可采取的措施：(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% 。 答：(1)系统可能出现抖动，可把暂停部分进程运行。(2)系统运行正常，可增加运行进程数以进一步提高资源利用率。(3)处理器和设备和利用率均很低，可增加并发运行的进程数。
20 在一个分页虚存系统中，用户编程空间32个页，页长1KB，主存为16KB。如
果用户程序有10页长，若己知虚页0、1、2、3，已分到页框8、7、4、10 ，试把虚地址0AC5H和1AC5H转换成对应的物理地址。 答：虚地址0AC5H对应的物理地址为：12C5H。而执行虚地址1AC5H会发现页表中尚未有分配的页框而发生缺页中断，由系统另行分配页框。
21 某计算机有4个页框，每页的装入时间、最后访问时间、访问位R、修改位D
如下所示(时间用时钟点数表示)：
page loaded last ref R D 0 126 279 0 0 1 230 260 1 0 2 120 272 1 1 3 160 280 1 1
分别用FIFO、LRU、二次机会算法分别淘汰哪一页? 答：(1)FIFO 淘汰page2。 (2)LRU 淘汰page1。
(3) 二次机会 淘汰page0。
22 考虑下面的程序：
for (i=0;i<20；i++)
for(j=0;j<10;j++)
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《操作系统教程》（第三版）CH1应用题参考答案
a[i]：=a[i]×j
试举例说明该程序的空间局部性和时间局部性。
答：当数组元素a[0]，a[1]，?，a[19]存放在一个页面中时，其空间局部性和时间局部性较好，也就是说，在很短时间内执行都挂行循环乘法程序，而且数组元素分布在紧邻连续的存储单元中。当数组元素存放在不同页面中时，其时间局部性虽相同，但空间局部性较差，因为处理的数组元素分布在不连续的存储单元中。
23 一个有快表的请页式虚存系统，设内存访问周期为1微秒，内外存传送一个页面的平
均时间为5毫秒。如果快表命中率为75%，缺页中断率为10%。忽略快表访问时间，试求内存的有效存取时间。 答：快表命中率为75%，缺页中断率为10%，所以，内存命中率为15%。故内存的有效存取时间=1×75%+2×15%+(5000+2)×10%=501.25微秒。
24 假设某虚存的用户空间为1024KB，页面大小为4KB，内存空间为512KB。已知用户的
虚页10、11、12、13页分得内存页框号为62、78、25、36，求出虚地址0BEBC(16进制)的实地址(16进制)是多少? 答：虚地址0BEBC(16进制)的二进制形式为：0000 1011 1110 1011 1100。由于页面大小为4KB，故其中后12位是位移，所以，虚地址的页号为：11。查页表分得内存对应页框号为：78。已知内存空间为512KB，故内存共有128个页框，78是合法物理块。把78化为16进制是4E，虚地址0BEBC(16进制)的实地址(16进制)是：4EEBC。
25 某请求分页存储系统使用一级页表，假设页表全部放在主存内，： 1)若一次访问主存花120ns，那么，访问一个数据的时间是多少?
2)若增加一个快表，在命中或失误时需有20ns开销，如果快表命中率为80%，则
访问一个数据的时间为多少? 答：1) 120ns×2=240ns。
2) (120+20)×80%+(120+120+20)×20%=174ns。
26 设某系统中作业J1，J2，J3占用主存的情况如图。今有一个长度为20k的作业J4要装入
主存，当采用可变分区分配方式时，请回答： (1) J4装入前的主存已分配表和未分配表的内容。
(2) 写出装入J4时的工作流程，并说明你采用什么分配算法。
OS 0
J1 10k
18k
J2 30k
40k
J3 54k
70k
答：(1)主存已分配表共有三项，由作业J1、J2、J3占用，长度依次为：10k、30k和54k。未分配表共有三项：空闲区1、空闲区2和空闲区3，长度依次为18k、40k和70k。
(2)作业J4装入时，采用直接分配，搜索未分配表，空闲区1不能满足。所以，要继续搜索未分配表，空闲区2可以满足J4的装入要求。
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《操作系统教程》（第三版）CH1应用题参考答案
27 考虑下列的段表：
段号 始址 段长 0 200 500 1 890 30 2 120 100 3 1250 600 4 1800 88
对下面的逻辑地址，求物理地址，如越界请指明。1) <0,480> 2)<1,25> 3)<1,14> 4)<2,200> 5) <3,500> 6)<4,100>。
答：1)680 2)915 3)904 4)越界 5)1750 6) 越界。
28 请页式存储管理中，进程访问地址序列为：10,11,104,170,73,305,180,240,244,445,467，
366。试问1)如果页面大小为100，给出页面访问序列。2)进程若分得3个页框，采用FIFO和LRU替换算法，求缺页中断率? 答：1) 页面访问序列为1，1，2，2，1，4，2，3，3，5，5，4。 2)FIFO为5次，缺页中断率为5/12=41.6%。LRU为6次，缺页中断率为6/12=50%。 LRU反比FIFO缺页中断率高。
29 假设计算机有2M内存，其中，操作系统占用512K，每个用户程序也使用512K内
存。如果所有程序都有70%的I/O等待时间，那么，再增加1M内存，吞吐率增加多少? 答：由题意可知，内存中可以存放3个用户进程，而CPU的利用率为：1-(70%)3 =1-(0.7)3 =65.7%。再增加1M内存，可增加2个用户进程，这时CPU的利用率为：1-(70%)5 =1-(0.7)5=83.2%。故再增加1M内存，吞吐率增加了：83.2%÷65.7%-100%=27%。
30 一个计算机系统有足够的内存空间存放4道程序，这些程序有一半时间在空闲等待
I/O操作。问多大比例的CPU时间被浪费掉了? 答：(50%)4 =(1/2)4=1/16。
31 如果一条指令平均需1微秒，处理一个缺页中断另需n微秒，给出当缺页中断每k
条指令发生一次时，指令的实际执行时间。 答：(1+n/k)微秒。
32 一台计算机的内存空间为1024个页面，页表放在内存中，从页表中读一个字的开
销是500ns。为了减少开销，使用了有32个字的快表，查找速度为100ns。要把平均开销降到200ns需要的快表命中率是多少? 答：设快表命中率是x，则内存命中率为1-x。于是：500(1-x)+100x=200,解方程得x=75%。
CH5 应用题参考答案
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