【文章內(nèi)容簡介】 行速度，而設(shè)置一個(gè)高速緩沖寄存器將頁表中的一部分存放進(jìn)去，這部分頁表就是快表，訪問主存時(shí)二者同時(shí)進(jìn)行，由于快表存放的是經(jīng)常使用的頁表內(nèi)容，訪問速度很快，這樣可以大大加快查找速度和指令執(zhí)行速度。 什么叫虛擬存儲(chǔ)器？怎樣確定虛擬存儲(chǔ)器的容量？ 虛擬存儲(chǔ)器是為“擴(kuò)大”主存容量而采用的一種設(shè)計(jì)技巧，它利用作業(yè)在只裝入部分信息時(shí)就可以執(zhí)行的特性和程序執(zhí)行中表現(xiàn)出來的局部性特性，借助于大容量的輔助存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)小主存空間容納大邏輯地址空間的作業(yè)。 虛擬存儲(chǔ)器的容量由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)(地址總線位數(shù))決定。如計(jì)算機(jī)的地址總線位數(shù)為32位，則最大的虛存容量為2^32=4294967296B=4GB 敘述頁式虛擬存儲(chǔ)器的基本原理。答：頁式虛擬存儲(chǔ)器是在頁式存儲(chǔ)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器的，其工作原理是： 首先把作業(yè)信息作為副本存放在磁盤上，作業(yè)執(zhí)行時(shí)，把作業(yè)信息的部分頁面裝入主存，并在頁表中對(duì)相應(yīng)的頁面是否裝入主存作出標(biāo)志。 作業(yè)執(zhí)行時(shí)若所訪問的頁面已經(jīng)在主存中，則按頁式存儲(chǔ)管理方式進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，得到絕對(duì)地址，否則產(chǎn)生“缺頁中斷”由操作系統(tǒng)把當(dāng)前所需的頁面裝入主存。 若在裝入頁面時(shí)主存中無空閑塊，則由操作系統(tǒng)根據(jù)某種“頁面調(diào)度”算法選擇適當(dāng)?shù)捻撁嬲{(diào)出主存換入所需的頁面。 用可變分區(qū)方式管理主存時(shí)，假定主存中按地址順序依次有五個(gè)空閑區(qū)，空閑區(qū)的大小依次為32K、10K、5K，228K，J2，J3,J4，,10K,108K,?你認(rèn)為按怎樣的次序裝入這五個(gè)作業(yè)可使主存空間利用率最高？ 答：按最先適應(yīng)算法時(shí)32K空閑區(qū)可裝入JJ2，剩下21K。228K空閑區(qū)中裝入J3，J4，剩下92K,結(jié)果是J5無法裝入。仍按最先適應(yīng)算法，若調(diào)整作業(yè)裝入次序?yàn)镴JJJJ5。即在32K空閑區(qū)中依次裝入J4(28K),J1(1K)(或先J1再J4),剩下3K，在10K空閑區(qū)中裝入J3剛好，在228K空閑區(qū)中裝入J3和J5， 剩下5K。這時(shí)的主存空間利用率最高。 某采用頁式虛擬存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)，一個(gè)共7頁的作業(yè)，作業(yè)執(zhí)行時(shí)依次訪問的頁為1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6。若采用最近最少使用（LRU算法），作業(yè)得到兩塊主存和四塊主存空間時(shí)各會(huì)產(chǎn)生多少次中斷？如果采用先進(jìn)先出（FIFO)算法又會(huì)怎樣的結(jié)果？ 答：當(dāng)采用LRU算法兩塊主存空間時(shí)（紅色為所缺頁） 當(dāng)前頁23421562123763212361234215621237632123調(diào)出頁1234215612376312缺頁中斷共16次LRU算法時(shí)四塊主存空間時(shí)：　　 　　 當(dāng)前頁123421562123763212361234215621237632123　123421566123763312　　11342155612276661調(diào)出頁　　　　　　3 4 　　　5 61 　　7　　　缺頁中斷共6次當(dāng)采用FIFO算法兩塊主存空間時(shí)：訪問頁12342156212376321236當(dāng)前頁123421562113763211361234215622137632213調(diào)出頁　1234215621376321缺頁中斷共16次采用FIFO算法四塊主存空間時(shí)：訪問頁12342156212376321236當(dāng)前頁123444562113766211331233345622137762211　122234566213376622　　11123455621137766調(diào)出頁　　　　　　123　4　　5 62　1　3　　7　缺頁中斷共10次有一個(gè)程序要把100*100數(shù)組置初值“0”，現(xiàn)假定有兩個(gè)主存塊可用來存放數(shù)組信息，主存塊的大小為可存放200個(gè)數(shù)組元素，數(shù)組中的元素按行編址。兩個(gè)主存塊的初始狀態(tài)都為空，若程序編制如下： 　　 （a) Var A:array[1..100] of array[1..100] of integer。 　　 for j:=1 to 100 do 　　 for i:=1 to 100 do 　　 A[i,j]=0 　　 (b) Var A:array[1..100] of array[] of integer。 　　 for i:=1 to 100 do 　　 for j:=1 to 100 do A[i,j]=0 　　當(dāng)采用LRU頁面調(diào)度算法時(shí)各會(huì)產(chǎn)生多少次缺頁中斷？答：由于主存地址是連續(xù)的，二維數(shù)組按行的順序進(jìn)行排列，在每個(gè)主存塊可以存放二行數(shù)組，初始狀態(tài)下主存中有兩頁、四行數(shù)組。 （a)方案編制的程序，第一次訪問的是A[1,1],即第一個(gè)單元。第二次訪問的是A[2,1],在主存中也就是訪問第101個(gè)單元，這樣，第一次調(diào)入的兩個(gè)頁只能命中四次，當(dāng)訪問[5,1]時(shí)就產(chǎn)生缺頁中斷，這時(shí)調(diào)入一個(gè)頁面，包括兩行，則訪問[6,1]時(shí)命中。依次下去當(dāng)訪問[7,1],[9,1]...[99,1]時(shí)均產(chǎn)生缺頁中斷。內(nèi)循環(huán)結(jié)束后，進(jìn)入外循環(huán)，訪問[1,2]...[100,2]...直到訪問完每個(gè)數(shù)據(jù)。每隔一次訪問均產(chǎn)生一次中斷。因此本方案的總的缺頁中斷次數(shù)是： 50*1002=4998　次。 （B）方案時(shí)，因?yàn)樵谥鞔嬷邪碵1,1],[1,2],[1,3]...[1,100]的順序訪問，則第一次訪問的四行均沒有中斷，訪問到[5,1]時(shí)，產(chǎn)生一次中斷，調(diào)入一頁，依此類推，訪問到[7,1],[9,1]...[99,1]時(shí)產(chǎn)生中斷，總共的中斷次數(shù)為： 100/22=48　次 （根據(jù)LRU算法，每次調(diào)入的頁面是一個(gè)頁面） 某采用段式存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)為裝入主存的一個(gè)作業(yè)建立如表41所示 的段表。 　　 　　 段號(hào)段長主存起始地址06602219114033002100903580123749601959回答下列問題： a、計(jì)算該作業(yè)訪問[0,432]，[1,10]，[2,500],[3,400]時(shí)（方括號(hào)中第一元素為段號(hào)，第二元素為段內(nèi)地址）的絕對(duì)地址。 　　 b、總結(jié)段式存儲(chǔ)管理的地址轉(zhuǎn)換過程。答：a、 [0,432]→（432660) 2219＋432＝2651　　 [1,10 ]→（10140） 3300+10=3310 [2,500]→（因500100所以地址越界,產(chǎn)生中斷） [3,400]→（400580）1237+400=1637 （事實(shí)上，最后這個(gè)轉(zhuǎn)換不再進(jìn)行下去，因?yàn)槌绦蚍欠ú僮鞅恢兄惯\(yùn)行）　　 總結(jié)段式存儲(chǔ)管理的地址轉(zhuǎn)換過程如下：1）從邏輯地址中取出段號(hào)和段內(nèi)地址2）根據(jù)段號(hào)，從段表中取出該段在主存中的始址和段長3）比較段內(nèi)地址和段長，如段內(nèi)地址≤段長，則繼續(xù)下一步，否則產(chǎn)生越界中段，程序中斷（非法操作）。4）計(jì)算本段始址+段內(nèi)地址,得到絕對(duì)地址。 第五章復(fù)習(xí)題什么叫文件？ 答：文件是邏輯上具有完整意義的信息集合。 敘述下述術(shù)語并說明它們之間的關(guān)系：存儲(chǔ)介質(zhì)、卷、塊、文件和記錄。 答：存儲(chǔ)介質(zhì)是指可用來記錄信息的磁帶、硬磁盤組、軟磁盤片、卡片等。 存儲(chǔ)介質(zhì)的物理單位定義為“卷”。 存儲(chǔ)介質(zhì)上存放的連續(xù)信息所組成的區(qū)域稱為“塊”，塊是存儲(chǔ)設(shè)備與主存儲(chǔ)器之間進(jìn)行信息交換的物理單位。 邏輯上具有完整意義的信息集合稱為“文件”。 記錄是指用戶對(duì)文件內(nèi)的信息按邏輯上獨(dú)立的含義劃分的信息單位，每個(gè)單位為一個(gè)邏輯記錄。 怎樣確定文件的存取方式？ 答：文件的存取方式包括順序存取和隨機(jī)存取兩種，采用哪種存取方式，主要取決于兩方面的因素： （1）怎樣使用文件。 文件的性質(zhì)決定了文件的使用，也就決定了存取方式的選擇。對(duì)于由順序字符或其他數(shù)據(jù)組成的文件，按照順序存取的方式進(jìn)行。對(duì)于按邏輯記錄方式組織的文件，則采用隨機(jī)存取的方式。 （2）存儲(chǔ)介質(zhì)的特性。 磁帶機(jī)是適合順序存取的存儲(chǔ)設(shè)備。而磁盤機(jī)則既可采用順序方式，也可采用隨機(jī)方式。 文件系統(tǒng)應(yīng)由哪些部分組成？簡述各部分的主要工作？ 答：文件系統(tǒng)由以下各部分組成： （1）目錄管理：文件目錄是實(shí)現(xiàn)按名存取的一種手段，用戶要求建立的新文件，目錄管理的工作是把與該文件有關(guān)的屬性登記在目錄用戶要求讀文件時(shí)，應(yīng)從文件目錄中查找指定的文件并核對(duì)是否有權(quán)使用。目錄結(jié)構(gòu)應(yīng)既能方便文件的檢索，又能保證文件系統(tǒng)的安全。 （2）文件的組織：文件組織包括文件的物理組織和文件的邏輯組織，而文件系統(tǒng)的這部分工作就是要能夠在用戶存取文件時(shí)把文件的邏輯組織和物理組織進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 （3）文件存儲(chǔ)的空間管理：對(duì)文件使用存儲(chǔ)空間的情況進(jìn)行登記和管理，保證文件存儲(chǔ)在空閑塊中，并在文件刪除時(shí)收回該文件所用的空間。 （4）文件操作：文件操作是文件系統(tǒng)提供給用戶使用文件的一組接口，包括建立文件、打開文件、讀文件、寫文件、關(guān)閉文件和刪除文件等。 （5）文件的共享、保護(hù)和保密：文件共享允許多個(gè)用戶使用同一個(gè)文件，但是要注意共享文件的保護(hù)和保密，即防止文件被破壞和被未經(jīng)授權(quán)的用戶剽竊。 為了實(shí)現(xiàn)按名存取，文件目錄應(yīng)包含哪些內(nèi)容? 答：文件目錄應(yīng)包括的內(nèi)容有： 有關(guān)文件存取控制信息。例如用戶名、文件名、文件類型、文件屬性（可讀寫、只讀、只執(zhí)行等） 有關(guān)文件結(jié)構(gòu)的信息。例如文件的邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)、記錄個(gè)數(shù)和在存儲(chǔ)介質(zhì)上的位置等。 有關(guān)文件管理的信息。例如文件建立的日期、修改日期、保留期限等。 用戶A有名為W1，W2和W3的三個(gè)私有文件，用戶B有名為J1，J2的兩個(gè)私有文件，這兩個(gè)用戶需要使用共享文件T。文件系統(tǒng)對(duì)所有用戶提供按名存取功能，為保證存取的正確性，文件系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置合理的目錄結(jié)構(gòu)，請(qǐng)畫出文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目錄結(jié)構(gòu)。 解：如圖所示： 假定磁帶的記錄密度為每英寸800個(gè)字符，每一個(gè)邏輯記錄長為160個(gè)字符，塊與 ，現(xiàn)有1000個(gè)邏輯記錄需要存儲(chǔ)到磁帶上，分別回答下列問題： 　　 。 　　 %，采用記錄成組時(shí)其塊因子至少為多少？ 答：，磁帶空間利用率為： (1601000)/(160000+8001000)==25% ，磁帶空間利用率為： (1601000)/(160000+8001000/5)=% ,利用率為50%，則有得: 160000/(160000+480000/x)= 解之得:x＝3 即塊因子至少為3才可以使磁帶空間利用率大于50%。 解釋順序文件、鏈接文件和索引文件。 答：這三種文件均是指物理文件： 順序文件：就是在磁盤上的按順序結(jié)構(gòu)組織的文件，按邏輯文件記錄本身的順序在磁盤上按序存放在連續(xù)的塊中。讀取時(shí)也從第一個(gè)記錄開始順序進(jìn)行，這樣的文件組織就是順序文件。在文件目錄中要指出文件名，存放的起始?jí)K號(hào)和占用塊數(shù)。 順序文件的最大優(yōu)點(diǎn)是存取速度快（可以連續(xù)訪問）。而問題主要是存儲(chǔ)空間利用率不高、輸出文件時(shí)難以估計(jì)需要多少磁盤塊、影響文件擴(kuò)展。2)鏈接文件：如果將邏輯文件中的各個(gè)邏輯記錄任意存放到一些磁盤塊中，再用指針把各個(gè)塊按邏輯記錄的順序鏈接起來，在文件目錄中只記錄第一塊的地址和最后一塊的地址，讀取時(shí)從第一塊開始，根據(jù)每塊中的指針訪問到下一塊直到最后一塊，這種文件組織就是鏈接文件。鏈接結(jié)構(gòu)解決了順序結(jié)構(gòu)中的所有問題，所有空閑塊都可以被利用，在順序讀取時(shí)效率較高但需要隨機(jī)存取時(shí)效率低下（因?yàn)橐獜牡谝粋€(gè)記錄開始讀取查找）。此外，對(duì)于鏈接結(jié)構(gòu)，也有一些問題要注意：由于塊中要存放指針信息，因此一部分空間被占用；讀出信息時(shí)要把指針信息分離出來；還要