【正文】 的過(guò)程。編譯器是用來(lái)為每個(gè)獨(dú)立單元產(chǎn)生目標(biāo)代碼，連接編輯器是用來(lái)聯(lián)合各個(gè)部分的目標(biāo)單元組成一個(gè)單一的程序二進(jìn)制。連接編輯器是怎樣對(duì)內(nèi)存地址改變指令和數(shù)據(jù)的捆綁？從編譯器到連接編輯器，什么信息需要被通過(guò)，而使內(nèi)存綁定連接編輯器作業(yè)比較容易？Answer：連接編輯器不得不將分解的符號(hào)地址替換為在最終的程序二進(jìn)制中，與變量相聯(lián)系的實(shí)際地址。為了完成這個(gè)，單元必須追蹤那些查閱到的未分解的符號(hào)指令。在連接期間，全部程序二進(jìn)制中的每個(gè)單元會(huì)被分配到一序列的地址空間，當(dāng)它完成時(shí)，對(duì)于未分解的符號(hào)關(guān)系，可以通過(guò)這個(gè)二進(jìn)制輸出，當(dāng)每個(gè)另外單元包含一系列需要修復(fù)的指令時(shí)，這個(gè)二進(jìn)制可以在另外單元被修復(fù)。 按順序給出 5 個(gè)部分的內(nèi)存，分別是 100KB,500KB,200KB,300KB 和 600KB，用 firstfit,bestfit 和 worstfit 算法，能夠怎樣按順序分配進(jìn)程 212KB,417KB,112KB,426KB 和426KB？哪個(gè)算法充分利用了內(nèi)存空間？Answer： a. Firstfit:b. 212K is put in 500K partitionc. 417K is put in 600K partitiond. 112K is put in 288K partition (new partition 288K = 500K ? 212K)e. 426K must waitf. Bestfit:g. 212K is put in 300K partitionh. 417K is put in 500K partitioni. 112K is put in 200K partitionj. 426K is put in 600K partitionk. Worstfit:l. 212K is put in 600K partitionm. 417K is put in 500K partitionn. 112K is put in 388K partition o. 426K must waitBestfit: 算法充分利用了內(nèi)存空間。 在運(yùn)行過(guò)程中，許多系統(tǒng)允許程序分配更多的內(nèi)存給它的地址空間。在程序堆中的數(shù)據(jù)分配是這種分配方式的一個(gè)實(shí)例。在下面的方案中，為了支持動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配的要求是什么？ Answer：a. 連續(xù)內(nèi)存分配:當(dāng)沒(méi)有足夠的空間給程序去擴(kuò)大它已分配的內(nèi)存空間時(shí)，將要求重新分配整個(gè)程序。b. 純段式分配：當(dāng)沒(méi)有足夠的空間給段去擴(kuò)大它的已分配內(nèi)存空間時(shí)，將要求重新分配整個(gè)段。c. 純頁(yè)式分配：在沒(méi)有要求程序地址空間再分配的方案下，新頁(yè)增加的分配是可能的。 比較在主存組織方案中，連續(xù)內(nèi)存分配，純段式分配和純頁(yè)式分配在下面問(wèn)題中的關(guān)系。 Answer：連續(xù)內(nèi)存分配會(huì)產(chǎn)生外部碎片，因?yàn)榈刂房臻g是被連續(xù)分配的，當(dāng)舊進(jìn)程結(jié)束，新進(jìn)程初始化的時(shí)候，洞會(huì)擴(kuò)大。連續(xù)內(nèi)存分配也不允許進(jìn)程共享代碼，因?yàn)橐粋€(gè)進(jìn)程的虛擬內(nèi)存段是不被允許闖入不連續(xù)的段的。純段式分配也會(huì)產(chǎn)生外部碎片，因?yàn)樵谖锢韮?nèi)存中，一個(gè)進(jìn)程的段是被連續(xù)放置的，以及當(dāng)死進(jìn)程的段被新進(jìn)程的段所替代時(shí)，碎片也將會(huì)產(chǎn)生。然而，段式分配可以使進(jìn)程共享代碼；比如，兩個(gè)不同的進(jìn)程可以共享一個(gè)代碼段，但是有不同的數(shù)據(jù)段。純頁(yè)式分配不會(huì)產(chǎn)生外部碎片，但會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部碎片。進(jìn)程可以在頁(yè)granularity 中被分配，以及如果一頁(yè)沒(méi)有被完全利用，它就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部碎片并且會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)?shù)目臻g浪費(fèi)。在頁(yè)granularity，頁(yè)式分配也允許進(jìn)程共享代碼。 在一個(gè)頁(yè)式分配系統(tǒng)中，為什么一個(gè)進(jìn)程不被允許進(jìn)入它所不擁有的內(nèi)存？操作系統(tǒng)怎么能被允許進(jìn)入其它內(nèi)存？它為什么應(yīng)當(dāng)可以或不可以進(jìn)入？Answer：地址在頁(yè)式分配系統(tǒng)上是一個(gè)邏輯頁(yè)號(hào)和一個(gè)偏移量。在邏輯頁(yè)號(hào)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生一個(gè)物理頁(yè)號(hào)，物理頁(yè)通過(guò)搜索表被找到。因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)控制這張表的內(nèi)容，只有在這些物理頁(yè)被分配到進(jìn)程中時(shí)，它可以限制一個(gè)進(jìn)程的進(jìn)入。一個(gè)進(jìn)程想要分配一個(gè)它所不擁有的頁(yè)是不可能的，因?yàn)檫@一頁(yè)在頁(yè)表中不存在。為了允許這樣的進(jìn)入，操作系統(tǒng)只簡(jiǎn)單的需要準(zhǔn)許入口給無(wú)進(jìn)程內(nèi)存被加到進(jìn)程頁(yè)表中。當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程需要交換數(shù)據(jù)時(shí)，這是十分有用的。它們只是讀和寫相同的物理地址（可能在多樣的物理地址中）。在進(jìn)程內(nèi)通信時(shí)，這是十分高效的。 比較頁(yè)式存儲(chǔ)與段式存儲(chǔ)為了從虛地址轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢淼刂?，在被要求的地址轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的內(nèi)存數(shù)量方面的有關(guān)內(nèi)容。c頁(yè)式存儲(chǔ)需要更多的內(nèi)存來(lái)保持轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)，段式存儲(chǔ)的每個(gè)段只需要兩個(gè)寄存器，一個(gè)保存段的基地址，另一個(gè)保存段的長(zhǎng)度。另一方面，頁(yè)式存儲(chǔ)每一頁(yè)都需要一個(gè)入口，這個(gè)入口提供了那頁(yè)所在的物理地址。 在許多系統(tǒng)中的程序二進(jìn)制的一般構(gòu)造如下：代碼被存儲(chǔ)在較小的固定的地址中，比例0。代碼段后緊跟著被用來(lái)存儲(chǔ)程序變量的數(shù)據(jù)段。當(dāng)這個(gè)程序開始運(yùn)行，棧被分配到虛地址空間的另一個(gè)端末尾，并被允許向較低的虛地址擴(kuò)張。上述結(jié)構(gòu)在下列方案中具有什么意義: Answer：1）當(dāng)程序開始運(yùn)行時(shí)，連續(xù)內(nèi)存分配要求操作系統(tǒng)給程序分配最大限度的虛地址空間。這可能造成比進(jìn)程所需要的實(shí)際內(nèi)存大很多。2）純段式分配，在程序開始運(yùn)行時(shí)，給每個(gè)段分配較小的空間，而且能隨著段的擴(kuò)展而擴(kuò)大，這就給操作系統(tǒng)提供了靈活性。3）純頁(yè)式分配在一個(gè)進(jìn)程開始運(yùn)行時(shí)，就不需要操作系統(tǒng)給進(jìn)程分配最大的虛地址空間。當(dāng)一個(gè)程序需要擴(kuò)展它的堆或棧時(shí)，它需要分配一個(gè)新的頁(yè)，但是相關(guān)的頁(yè)表入口被提前分配了。 考慮一個(gè)分頁(yè)系統(tǒng)在內(nèi)存中存儲(chǔ)著一張頁(yè)表。 200 毫秒，那么一個(gè)分頁(yè)內(nèi)存的查詢需要多長(zhǎng)時(shí)間？，75%的頁(yè)表查詢可以在相關(guān)聯(lián)的寄存器中找到，那么有效的查詢時(shí)間是多少？（假設(shè)如果入口存在的話，在相關(guān)的寄存器中找到頁(yè)表入口不花費(fèi)時(shí)間）Answer： 毫秒：200 毫秒進(jìn)入頁(yè)表，200 毫秒進(jìn)入內(nèi)存中的字 =*200 毫秒+*400 毫秒=250 毫秒 為什么有時(shí)候段式分配存儲(chǔ)與頁(yè)式分配存儲(chǔ)可以聯(lián)合成一種方案？Answer：段式存儲(chǔ)與頁(yè)式存儲(chǔ)經(jīng)常結(jié)合在一起是為了提高它們兩個(gè)中的每一個(gè)存儲(chǔ)方式。當(dāng)頁(yè)表變的十分大時(shí)，段式存儲(chǔ)是十分有用的。一大段連續(xù)的頁(yè)表是不習(xí)慣被分解成為一個(gè)以 0 為段表地址的單一段表入口。分頁(yè)的段式存儲(chǔ)句柄有一個(gè)非常大的段的時(shí)侯，就需要很多時(shí)間來(lái)進(jìn)行分配。通過(guò)把段分頁(yè)，我們降低了由于外部碎片而造成的內(nèi)存浪費(fèi)，而且也簡(jiǎn)化了分配。 reenteant 單元時(shí)比純頁(yè)式存儲(chǔ)時(shí)這樣做要來(lái)的容易？Answer：因?yàn)槎问酱鎯?chǔ)是以內(nèi)存的邏輯共享為基礎(chǔ)的，而不是物理的，任何大小的段在段表中，被每個(gè)只具有一個(gè)入口的用戶所共享。而分頁(yè)必須在頁(yè)表中對(duì)每個(gè)被共享的頁(yè)有相同的入口。 問(wèn):頁(yè)表分頁(yè)的目的是什么?答：在某些情況下,分頁(yè)的頁(yè)表可以變得足夠大，可以簡(jiǎn)化內(nèi)存分配問(wèn)題（確保全部可以分配固定大小的網(wǎng)頁(yè)，而不是可變大小的塊），確保當(dāng)前未使用的部分頁(yè)表可以交換。 問(wèn)：考慮分層分頁(yè)方案，使用 VAX 架構(gòu)。當(dāng)用戶程序執(zhí)行一個(gè)內(nèi)存裝載程序時(shí)，有多少個(gè)內(nèi)存操作要執(zhí)行？答：當(dāng)一個(gè)內(nèi)存裝載程序完成時(shí)，有三個(gè)內(nèi)存操作可以完成，一個(gè)是說(shuō)明能夠被打到的頁(yè)表的位置。第二個(gè)是頁(yè)表進(jìn)入自己。第三個(gè)是現(xiàn)實(shí)的內(nèi)存裝載操作。 問(wèn)：比較段頁(yè)式表和哈希頁(yè)表在處理大量的地址空間上，在什么環(huán)境下，哪一個(gè)方案更好？答：當(dāng)一個(gè)程序占用大的虛擬地址空間的一小部分時(shí)，哈希頁(yè)表更適合小一點(diǎn)的。哈希頁(yè)表的缺點(diǎn)是在同樣的哈希頁(yè)表上，映射多個(gè)頁(yè)面而引起的沖突。如果多個(gè)頁(yè)表映射在同個(gè)入口處，則橫穿名單相應(yīng)的哈希頁(yè)表可能導(dǎo)致負(fù)擔(dān)過(guò)重。這種間接最低的分割分頁(yè)方案，即每一頁(yè)表?xiàng)l目保持有關(guān)只有一頁(yè)。 問(wèn)：假設(shè) Intel 的地址轉(zhuǎn)換方案如圖 所示A．描述 Intel80836 將邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址所采用的所有步驟。B．使用這樣復(fù)雜的地址轉(zhuǎn)換硬件對(duì)硬件系統(tǒng)有什么好處？C．這樣的地址轉(zhuǎn)換系統(tǒng)有沒(méi)有什么缺點(diǎn)？如果有，有哪些？如果沒(méi)有，為什么不是每個(gè)制造商都使用這種方案。答：A。選擇符是段描述符表的標(biāo)志，段描述符的結(jié)果加上原先的偏移量構(gòu)成頁(yè)表，再加上目錄、偏移量構(gòu)成頁(yè)表，構(gòu)成線性地址。這個(gè)目錄是頁(yè)目錄的標(biāo)志。目錄項(xiàng)選擇頁(yè)表，頁(yè)表域是頁(yè)表的索引。頁(yè)表項(xiàng)再加上偏移量，構(gòu)成物理地址。，允許大多數(shù)操作系統(tǒng)在硬件上執(zhí)行內(nèi)存工具，而不是實(shí)施部分硬件和一些軟件。因?yàn)椋梢栽谟布蠈?shí)施，更有效率（內(nèi)核更簡(jiǎn)單），緩存幫助，仍會(huì)導(dǎo)致緩存丟失。 問(wèn)。舉一個(gè)例子，IBM360/370 的資源和目的地區(qū)重疊時(shí)說(shuō)明，（MVC）重新啟動(dòng)移動(dòng)塊的問(wèn)題。答：假設(shè)頁(yè)面邊緣為 1024，移動(dòng)空間從資源區(qū) 800：1200 到目標(biāo)區(qū) 700：1100，假設(shè)當(dāng)頁(yè)表在 1024 邊緣發(fā)生故障訪問(wèn)錯(cuò)誤，這時(shí)候的位置 800：923 已覆蓋新的值，因此，重新啟動(dòng)區(qū)塊移動(dòng)指令會(huì)導(dǎo)致在 800：923 到 700：823 之間復(fù)制新的值，而這是不正確的。 問(wèn)：考慮支持請(qǐng)求頁(yè)面調(diào)度的硬件需求。答：對(duì)于每一個(gè)內(nèi)存訪問(wèn)操作，頁(yè)表需要檢查相應(yīng)的頁(yè)表駐留與否和是否計(jì)劃已經(jīng)讀取或?qū)懭霗?quán)限訪問(wèn)頁(yè)面，一個(gè) TLB 可以作為高速緩存和改善業(yè)績(jī)的查詢操作。 問(wèn)：什么是寫時(shí)拷貝功能，在什么情況下，有利于此功能？支持此功能的硬件是什么？答：當(dāng)兩個(gè)進(jìn)程正在訪問(wèn)同一套程序值（例如，代碼段的二進(jìn)制代碼）在寫保護(hù)的方式下，映射相應(yīng)的頁(yè)面到虛擬地址空間是有用的，當(dāng)寫操作進(jìn)行時(shí)，拷貝必須允許兩個(gè)程序分別進(jìn)行不同的拷貝而不干擾對(duì)方。硬件要求：在每個(gè)內(nèi)存訪問(wèn)的頁(yè)表需要協(xié)商，以檢查是否該頁(yè)表是寫保護(hù)。如果確實(shí)是寫保護(hù)，陷阱會(huì)出現(xiàn)，操作系統(tǒng)可以解決這個(gè)問(wèn)題。 問(wèn)：某個(gè)計(jì)算機(jī)給它的用戶提供了 232 的虛擬內(nèi)存空間，計(jì)算機(jī)有 214B 的物理內(nèi)存，虛擬內(nèi)存使用頁(yè)面大小為 4094B 的分頁(yè)機(jī)制實(shí)現(xiàn)。一個(gè)用戶進(jìn)程產(chǎn)生虛擬地址 11123456，現(xiàn)在說(shuō)明一下系統(tǒng)怎么樣建立相應(yīng)的物理地址，區(qū)分一下軟件操作和硬件操作。（第六版有翻譯）答：該虛擬地址的二進(jìn)制形式是 0001 0001 0001 0010 0011 0100 0101 0110。由于頁(yè)面大小為 212，頁(yè)表大小為 220，因此，低 12 位的“0100 0101 0110 ”被用來(lái)替換頁(yè)（page），而前 20 位“0001 0001 0001 0010 0011”被用來(lái)替換頁(yè)表(page table)。 假設(shè)有一個(gè)請(qǐng)求調(diào)頁(yè)存儲(chǔ)器，頁(yè)表放在寄存器中：處理一個(gè)頁(yè)錯(cuò)誤，當(dāng)有空的幀或被置換的頁(yè)設(shè)有被修改過(guò)時(shí)要用 8ms，當(dāng)被置換的頁(yè)被修改過(guò)明用 20ms，存儲(chǔ)器訪問(wèn)時(shí)間為100ns。假設(shè)被置換的頁(yè)中有 70％被修改過(guò)，有效訪問(wèn)時(shí)間不超過(guò) 200ns 時(shí)最大可接受的頁(yè)錯(cuò)誤率是多少？（第六版有翻譯）答： _sec = (1 ? P) _sec + () 8 millisec + () 20 millisec = ?+ 2400 P+ 14000 P _ 16,400 PP_ 問(wèn)：假設(shè)正在監(jiān)測(cè)的速度指針在時(shí)鐘算法（表明侯選頁(yè)面更換），如果發(fā)生以下行為，系統(tǒng)會(huì)怎么樣？ 答：如果指針運(yùn)行快，則該程序同時(shí)訪問(wèn)大量頁(yè)面，當(dāng)指針在對(duì)應(yīng)的頁(yè)面上清理與檢查時(shí)，這是最可能發(fā)生的，因此不能被取代，這樣做的結(jié)果是受害頁(yè)面被發(fā)現(xiàn)之前，掃描很多頁(yè)面。如果指針運(yùn)行慢，在虛擬內(nèi)存找尋候選頁(yè)表更換極為有效，表明許多常駐頁(yè)面不會(huì)被竅取。 問(wèn)：討論在哪一種情況下，LFU（最不經(jīng)常使用）頁(yè)置換比 LRU（最近最少使用）頁(yè)置換法產(chǎn)生較少的頁(yè)面錯(cuò)誤，什么情況下則相反？答：考慮下面順序存取在內(nèi)存的系統(tǒng)的串，可容納 4 頁(yè)內(nèi)存：1 1 2 3 4 5 1，當(dāng)訪問(wèn) 5 時(shí)，LFU 算法將會(huì)替換除了 1 以外的其他頁(yè)面，則在接下來(lái)讀取 1 時(shí)，就不用更次替換了。反來(lái)過(guò)說(shuō)，如果串為：1 2 3 4 5 2，LRU 算法性能更好。 問(wèn)：討論在哪一種情況下，MFU（最不經(jīng)常使用）頁(yè)置換比 LRU（最近最少使用）頁(yè)置換法產(chǎn)生較少的頁(yè)面錯(cuò)誤，什么情況下則相反？答：考慮可容納 4 頁(yè)的內(nèi)存：1 2 3 4 4 4 5 1，MFU 算法會(huì)用 5 替換 4，而 LRU 算法剛用 5 替換 1，實(shí)踐中不可能發(fā)生，對(duì)于串：1 2 3 4 4 4 5 1，LRU 算法做得更正確。 問(wèn)：在 VAX/VMS 系統(tǒng)對(duì)駐留頁(yè)采用先進(jìn)先出算法，在空閑幀給最近最少使用頁(yè)面，假設(shè)在空閑幀使用 LRU 算法，回答下列問(wèn)題，如何駐留頁(yè)面，空閑幀怎么樣分配給新要求頁(yè)表。，系統(tǒng)如何決定，系統(tǒng)如果決定答：，空閑幀中的一個(gè)頁(yè)面被替換到磁盤上，為駐留頁(yè)面創(chuàng)建一個(gè)空間，再轉(zhuǎn)移到空閑幀里，瀏覽頁(yè)面時(shí)，又被稱動(dòng)到駐留頁(yè)面上。，并將頁(yè)面搬進(jìn)空閑幀 LRU 算法 FIFO 算法 問(wèn)：假設(shè)一個(gè)具有下面時(shí)間度量利用率的請(qǐng)求調(diào)頁(yè)系統(tǒng)：CPU 利用率 20％，分頁(yè)磁盤 ％，其他 I/O 設(shè)備，5％說(shuō)明下面哪一個(gè)（可）能提高 CPU 的利用率，為什么？A 安裝一個(gè)更快的 CPUB 安裝一個(gè)更大的分頁(yè)磁盤C 提高多道程序設(shè)計(jì)程序 D 降低多道程序設(shè)計(jì)程度E 安裝更多內(nèi)存F 安裝一個(gè)更快的硬盤，或?qū)Χ鄠€(gè)硬盤使用多個(gè)控制器G 對(duì)頁(yè)面調(diào)度算法添加預(yù)取頁(yè)H 增加頁(yè)面大小。答：該系統(tǒng)顯然花費(fèi)了許多時(shí)間進(jìn)行分頁(yè)，顯示過(guò)度分配的內(nèi)存，如果多級(jí)程序水平減少駐地進(jìn)程，將頁(yè)面錯(cuò)誤變少和提高 CPU 利用率。另一種方式來(lái)提高利用率是獲得更多的物理內(nèi)存或更快的分頁(yè)鼓。ABC 都不行，D 可以 CPU 利用率為更多頁(yè)面保持駐地，而不需要分頁(yè)或磁盤。，因?yàn)榇疟P的瓶頸是刪除更快的響應(yīng)，和更多的磁盤容量，CPU 將會(huì)獲得更多的數(shù)據(jù)傳輸速度 將獲得更快的數(shù)據(jù)傳輸率，所以更多地被使用。如果分頁(yè)服從預(yù)調(diào)（即一些訪問(wèn)順序）這只是一個(gè)方面。，如果數(shù)據(jù)進(jìn)行是隨機(jī)的，則分頁(yè)可以隨之，因?yàn)檩^少頁(yè)面可保存在內(nèi)存上，更多的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到頁(yè)面錯(cuò)誤 上，這種 變化可以減少 CPU 利用率或者增加 CPU 利用率。 假設(shè)一臺(tái)機(jī)器使用一級(jí)間接引用方法提供可以訪問(wèn)內(nèi)存位置的指令。當(dāng)一個(gè)程序的所有頁(yè)未駐留，程序的第一條指令是一個(gè)間接內(nèi)存 load 操作時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)什么頁(yè)錯(cuò)誤？當(dāng)操作系統(tǒng)正在使用一個(gè)單進(jìn)程幀分配技術(shù)，只有兩個(gè)頁(yè)被分配