内存与存储管理技术解析

70、给定六个内存分区，大小分别为100 MB、170 MB、40 MB、205 MB、300 MB和185 MB（按顺序排列），使用首次适应、最佳适应和最坏适应算法，如何依次放置大小为200 MB、15 MB、185 MB、75 MB、175 MB和80 MB的进程？指出哪些请求（如果有）无法满足。评价每种算法管理内存的效率。

• 首次适应算法 ：
• 200 MB 分配到 205 MB 分区
• 15 MB 分配到 100 MB 分区
• 185 MB 分配到 185 MB 分区
• 75 MB 分配到 170 MB 分区
• 175 MB 分配到 300 MB 分区
• 80 MB 分配到剩余 100 MB 分区中 25 MB 后的部分
• 所有请求都能满足

• 该算法简单快速，但易产生外部碎片

• 最佳适应算法 ：

• 200 MB 分配到 205 MB 分区
• 15 MB 分配到 40 MB 分区
• 185 MB 分配到 185 MB 分区
• 75 MB 分配到 100 MB 分区
• 175 MB 无合适分区无法满足
• 80 MB 分配到剩余 205 MB 分区中 25 MB 后的部分

• 该算法能使剩余碎片最小，但搜索时间长

• 最坏适应算法 ：

• 200 MB 分配到 300 MB 分区
• 15 MB 分配到 40 MB 分区
• 185 MB 分配到 205 MB 分区
• 75 MB 分配到 185 MB 分区
• 175 MB 无合适分区无法满足
• 80 MB 分配到剩余 100 MB 分区
• 该算法产生大的剩余分区，但可能导致大进程无法分配

71、许多系统中的程序二进制文件通常按以下方式构建。代码从一个小的固定虚拟地址（如 0）开始存储。代码段之后是数据段，用于存储程序变量。程序开始执行时，栈在虚拟地址空间的另一端分配，并允许向较低的虚拟地址增长。这种结构对以下方案有什么意义？a. 连续内存分配 b. 分页

• 连续内存分配 ：此结构便于连续内存分配，代码、数据和栈可按顺序连续分配，简化了内存管理，减少了碎片。
• 分页 ：利于分页管理，代码、数据和栈可按页划分，提高了内存利用率，减少了页错误率，且栈的动态增长可通过分配新页实现。

72、假设页面大小为 1 KB，对于以下以十进制数表示的地址引用，其页号和偏移量分别是多少？a. 21205 b. 164250 c. 121357 d. 16479315 e. 27253187

• 计算公式 ：
  页号 = 地址 / 页面大小
  偏移量 = 地址 % 页面大小

• a.
  页号：21205 / 1024 = 20
  偏移量：21205 % 1024 = 725

• b.
  页号：164250 / 1024 = 160
  偏移量：164250 % 1024 = 410

• c.
  页号：121357 / 1024 = 118
  偏移量：121357 % 1024 = 125

• d.
  页号：16479315 / 1024 = 16093
  偏移量：16479315 % 1024 = 383

• e.
  页号：27253187 / 1024 = 26614
  偏移量：27253187 % 1024 = 351

73、MPV 操作系统专为嵌入式系统设计，具有 24 位虚拟地址、20 位物理地址和 4KB 的页面大小。以下各项分别有多少个条目？a. 传统的单层页表 b. 反向页表 MPV 操作系统中的最大物理内存量是多少？

• 传统单层页表的条目数 ：
  页面大小为 4KB = $2^{12}$B，虚拟地址 24 位，页号位数为 $24 - 12 = 12$ 位，条目数为 $2^{12}$ 个。

• 反向页表的条目数 ：
  物理地址 20 位，页框号位数为 $20 - 12 = 8$ 位，条目数为 $2^8$ 个。

• 最大物理内存量 ：
  物理地址 20 位，最大物理内存量为 $2^{20}$B = 1MB。

74、考虑一个逻辑地址空间，有 2048 个页面，页面大小为 4KB，映射到一个有 512 个帧的物理内存中。a. 逻辑地址需要多少位？b. 物理地址需要多少位？

a. 逻辑地址需要 22 位。b. 物理地址需要 19 位。

75、考虑一个具有32位逻辑地址和8KB页面大小的计算机系统。该系统支持高达1GB的物理内存。以下各项分别有多少个条目？a. 传统的单级页表 b. 反转页表

• a. 逻辑地址空间大小为 $2^{