免费智能真题库 > 历年试卷 > 软件设计师 > 2012年上半年 软件设计师 上午试卷 综合知识
  第27题      
  知识点:   虚拟存储管理
  章/节:   计算机软件知识       

 
假设一台按字节编址的16位计算机系统,采用虚拟页式存储管理方案,页面的大小为2K,且系统中没有使用快表(或联想存储器)。某用户程序如图a所示,该程序的页面变换表如图b所示,表中状态位等于1和0分别表示页面在内存或不在内存。


  图a中MOVE Datal, Data2是一个4字节的指令,Datal和Data2表示该指令的两个32位操作数。假设MOVE指令存放在2047地址开始的内存单元中,Datal存放在6143 地址开始的内存单元中,Data2存放在10239地址开始的内存单元中,那么执行MOVE 指令将产生(26)次缺页中断,其中:取指令产生(27)次缺页中断,取Datal和 Data2操作数分别产生(28)次缺页中断。
 
 
  A.  0
 
  B.  1
 
  C.  2
 
  D.  3
 
 
 

 
  第26题    2012年上半年  
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假设一台按字节编址的16位计算机系统,采用虚拟页式存储管理方案,页面的大小为2K,且系统中没有使用快表(或联想存储器)。某用户..
  第26题    2014年上半年  
   30%
某计算机系统页面大小为4K,若进程的页面变换表如下所示,逻辑地址为十六进制1D16H。该地址经过变换后,其物理地址应为十六进制 ..
  第19题    2021年上半年  
   49%
进程P有5个页面,页号为0-4,页面变换表及状态位、访问位和修改位的含义如下图所示,若系统给进程P分配了3个存储块,当访问的页面..
   知识点讲解    
   · 虚拟存储管理
 
       虚拟存储管理
               虚拟存储器的引入
               1)局部性原理
               局部性表现为时间局部性和空间局部性两类。
               (1)时间局部性。它是指最近被执行的指令可能再次被执行,最近被访问的存储空间很可能在不久的将来还要被访问。产生时间局部性的原因是在程序中存在着大量的循环操作。
               (2)空间局部性。它是指程序在一段时间内访问的地址可能集中在一定的范围内,其原因是程序的顺序执行。
               2)虚拟存储器的定义
               根据局部性原理,一个作业在运行之前,没有必要把作业全部装入主存,而仅将当前要运行的那部分页面或段先装入主存启动运行,其余部分暂时留在磁盘上。
               程序在运行时如果它所要访问的页(段)已调入主存,便可继续执行下去;但如果程序所要访问的页(段)尚未调入主存(称为缺页或缺段),程序应利用操作系统所提供的请求调页(段)功能,将它们调入主存,以使进程能继续执行下去。
               如果此时主存已满,无法再装入新的页(段),则还要再利用页(段)的置换功能,将主存中暂时不用的页(段)调出至磁盘上,腾出足够的主存空间后,再将所要访问的页(段)调入主存,使程序继续执行下去。这样,便可使一个大的用户程序在较小的主存空间中运行,也可使主存中同时装入更多的进程并发执行。从用户角度看,该系统所具有的主存容量比实际主存容量大得多,人们把这样的存储器称为虚拟存储器。
               3)虚拟存储器的功能
               虚拟存储器具有请求调入功能和置换功能,能仅把作业的一部分装入主存便可运行作业,能从逻辑上对主存容量进行扩充。其逻辑容量由主存和外存容量之和以及CPU可寻址的范围来决定,其运行速度接近于主存速度。所以说,虚拟存储技术是一种性能非常优越的存储器管理技术,被广泛地应用于大、中、小型机和微型机中。
               4)虚拟存储器的实现
               (1)请求分页系统。在分页系统的基础上,增加了请求调页功能和页面置换功能所形成的页式虚拟存储系统。请求分页系统中的每个页表项包括页号、物理块号、状态位P、访问字段A、修改位M和外存地址。
               (2)请求分段系统。在分段系统的基础上,增加了请求调段和分段置换功能所形成的段式虚拟存储系统。它允许只装入若干段(而非全部段)的用户程序和数据,就可以启动运行,以后再通过调段功能和置换功能将不运行的段调出,同时调入将要运行的段,置换时以段为单位。
               (3)请求段页式系统。在段页式系统的基础上,增加了请求调页和页面置换功能形成的段页式虚拟存储系统。
               5)虚拟存储器的特征
               虚拟存储器的特征包括离散性、多次性、对换性和虚拟性。
               请求分页管理的实现
               请求分页系统是在纯分页系统的基础上,增加了请求调页功能、页面置换功能所形成的页式虚拟存储系统,是目前常用的一种虚拟存储方式。
               请求分页的页表机制是在纯分页的页表机制上形成的,由于只将应用程序的一部分调入主存,还有一部分仍在磁盘上,故需在页表中再增加若干项,如状态位、访问字段和辅存地址等供程序(数据)在换进、换出时参考。
               请求分页系统中的地址变换机构,是在分页系统的地址变换机构的基础上增加了某些功能,如产生和处理缺页中断,从主存中换出一页实现虚拟存储。
               在请求分页系统中,每当所要访问的页面不在主存时,便要产生一个缺页中断,请求OS将所缺的页调入主存,这是由缺页中断机构完成的。缺页中断与一般中断的主要区别如下。
               (1)缺页中断在指令执行期间产生和处理中断信号,而一般中断是在一条指令执行完,下一条指令开始执行前检查和处理中断信号。
               (2)发生缺页中断时,返回到被中断指令的开始重新执行该指令,而一般中断返回到下一条指令执行。
               (3)一条指令在执行期间,可能会产生多次缺页中断。
               页面置换算法
               请求分页系统的核心问题是选择合适的页面置换算法。常用的页面置换算法如下。
               (1)最佳(Optimal)置换算法。它是一种理想化的算法,性能最好,但在实际中难以实现,通常用来评价其他算法。
               (2)先进先出(FIFO)置换算法。该算法总是淘汰最先进入主存的页面,即选择在主存中驻留时间最久的页面予以淘汰。这是一种最直观,也是性能最差的算法,它有Belady异常现象,即如果对一个进程未分配它所要求的全部页面,有时就会出现分配的页面数增多但缺页率反而提高的异常现象。
               (3)最近最久未使用置换算法。该算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰,在实现时需要硬件的支持(寄存器或栈)。
               (4)最近未用置换算法。将最近一段时间未引用过的页面换出,是一种LRU的近似算法。
               工作集
               工作集是指在某段时间间隔里进程实际要访问的页面集合。工作集理论认为,虽然程序只需要少量的几页就可以运行,但为了使程序能够有效地运行,较少地产生缺页,就必须使程序的工作集驻留在主存中。
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第27题    在手机中做本题