假设一个物理存储器有4个页框，对于下面每种策略，给出引用串：p1,p2,p3,p1,p4,p5,p1,p2,p1,p4,p5,p3,p4,p5的缺页数目试用以下算法求出缺页异常次数。1opt2

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2014-15第二学期OS课后习题(第四章).docx.pdf

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操作系统（OS）是计算机系统的核心组成部分，它负责管理和协调计算机硬件和软件资源，提供公共服务给应用程序。本章的课后习题主要涉及虚拟存储管理，特别是分页存储管理和页面替换算法，以及快表在提高系统性能中的作用。下面将详细解答这些问题。 1. 页面替换算法分析： - FIFO（先进先出）算法：当内存满时，最先进入内存的页面首先被淘汰。分配3个页框，缺页中断次数为10（1、2、3、4、5、6、7、6、3、2），缺页中断率为10/16。分配5个页框，缺页中断次数为7，分配7个页框，缺页中断次数为5。 - OPT（最佳）算法：理想情况，总是淘汰未来最长时间不再使用的页面。分配3个页框，缺页中断次数为6（2、1、5、6、7、6），缺页中断率为6/16。分配5个页框，缺页中断次数为4，分配7个页框，缺页中断次数为3。 - LRU（最近最少使用）算法：淘汰最近最久未使用的页面。分配3个页框，缺页中断次数为9（1、2、3、4、5、6、7、6、3），缺页中断率为9/16。分配5个页框，缺页中断次数为7，分配7个页框，缺页中断次数为5。 2. 二级页表的理解： - 虚地址结构：8位顶级页表索引，11位二级页表索引，剩下的位是页内偏移量。 - 页面长度：页内偏移量的位数决定了页面大小，11位表示2^11=2048字节，但题目中提到是4096B，所以可能存在错误或者理解问题，一般情况下，2^n的倍数常用于页面大小，如4KB、8KB等。 - 虚地址空间页面总数：虚地址空间的大小由顶级页表项数量决定，8位顶级页表意味着2^8=256个顶级页表项，每个顶级页表项指向一个二级页表，因此总页面数为256 * 2^11 = 2^19，即512K个页面。 3. 逻辑地址到物理地址的转换： - 逻辑地址2F6AH转换为十进制为10110 1110 1010（高位在前，低位在后）。 - 页面大小为4096B，16位地址中，页号占12位，页内偏移量占4位。页号2F（十进制为47），转换为二进制为110111。 - 页号对应物理块号：0（8）、1（10）、2（12），根据逻辑页号找到对应的物理页号，2F对应的物理页号为12。 - 物理地址计算：12 * 4096 + 6AH = 49152 + 106 = 49258，十六进制为131E2H。 4. 快表与有效存取时间： - 主存访问周期为1us，页面传输时间平均为6ms。 - 快表命中率为70%，缺页中断率为10%。 - 当快表命中时，访问时间为1us；不命中时，加上页面传输时间6ms和主存访问时间1us。 - 效存取时间 = (快表命中率 * 主存访问时间) + (缺页中断率 * (主存访问时间 + 页面传输时间)) = 0.7 * 1us + 0.1 * (1us + 6ms)。 5. 缺页中断次数计算： - 对于给定的引用串P1, P2, P3, P1, P4, P5, P1, P2, P1, P4, P5, P3, P4, P5，初始为空页框。 - （1）MIN（滑动窗口τ=4）：考虑最近4个引用的页面，淘汰最不常出现的页面。缺页次数为5（P1、P2、P3、P4、P5）。 - （2）WS（工作集窗口尺寸Δ=3）：维护最近3个引用的页面集合，如果超出，则淘汰。缺页次数为5（P1、P2、P3、P4、P5）。以上是对课后习题的详细解答，涵盖了分页存储管理中的关键概念和计算方法，包括页面替换策略、地址转换以及快表在提高系统性能中的应用。

假设物理存储器有4个页框，以下是每个算法对于给定引用串的缺页数目： 1. OPT算法引用串：p1,p2,p3,p1,p4,p5,p1,p2,p1,p4,p5,p3,p4,p5 缺页数目：7 2. FIFO算法引用串：p1,p2,p3,p1,p4,p5,p1,p2,p1,p4,p5,p3,p4,p5 缺页数目：9 3. LRU算法引用串：p1,p2,p3,p1,p4,p5,p1,p2,p1,p4,p5,p3,p4,p5 缺页数目：8 4. Clock算法引用串：p1,p2,p3,p1,p4,p5,p1,p2,p1,p4,p5,p3,p4,p5 缺页数目：8 其中，OPT算法是最优算法，即在理论上能够保证最少的缺页数目。但是，由于需要预先知道所有页面的引用序列才能进行算法，因此在实际中无法使用。而FIFO算法和LRU算法是较为常用的算法，且简单易实现。Clock算法则是对FIFO算法的一种优化。

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假设一个物理存储器有4个页框，对于下面每种策略，给出引用串：p1,p2,p3,p1,p4,p5,p1,p2,p1,p4,p5,p3,p4,p5的缺页数目试用以下算法求出缺页异常次数。1opt2

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