填空题

第五章 存储器管理

1. 在基本分页存储管理系统中，用于存储页号到块号之间的一一对应关系的数据结构是（页表）。

解析：
在基本分页存储管理系统中，页表是用于实现虚拟地址到物理地址转换的核心数据结构。它记录了进程的每个虚拟页面（页号）对应的物理内存块（块号），是页式存储管理的基础。

2. 有一页式系统，其页表存放在主存中。

(1) 如果对主存的一次存取要3us，问实现一次页面访问要多长时间？（6us）

(2) 如系统有快表，平均命中率为97%，假设访问快表的时间忽略为0.1us，问此时一次页面访问要多长时间？（保留两位小数）（3.19us）

解析：
核心概念：

• 页式存储管理：虚拟地址需要通过页表转换为物理地址
• 快表（TLB）：高速缓冲存储器，用于缓存常用的页表项，减少页表访问时间

计算公式：

• 无快表时的页面访问时间 = 访问页表时间 + 访问物理内存时间
• 有快表时的页面访问时间 = 快表命中率 × (快表访问时间 + 访问物理内存时间) + (1 - 快表命中率) × (快表访问时间 + 访问页表时间 + 访问物理内存时间)
  解释：
• 无快表时，页面访问时间等于访问页表时间加上访问物理内存时间
• 有快表时，页面访问时间等于命中快表和不命中块表两种访问方式所花费的时间之和

计算过程：
(1) 无快表时的页面访问时间：

• 访问页表：3us（将页号转换为块号）
• 访问物理内存：3us（根据块号访问数据）
• 总时间：3us + 3us = 6us

(2) 有快表时的页面访问时间：

• 已知条件：快表命中率=97%，快表访问时间=0.1us，访问页表/物理内存=3us
• 代入公式：
  页面访问时间 = 97% × (0.1us + 3us) + (1 - 97%) × (0.1us + 3us + 3us)
• 计算：
  = 0.97 × 3.1us + 0.03 × 6.1us
  = 3.007us + 0.183us
  = 3.19us（保留两位小数）

第六章 虚拟存储器

1. 在分页虚拟存储管理中，“二次机会”调度策略和“时钟”调度策略在决定淘汰哪一页时，都用到了（引用位）。

解析：

• “二次机会”调度策略：为每个页面增加一个引用位，当需要淘汰页面时，检查引用位，如果为1则将其置0并给予第二次机会，否则淘汰。
• “时钟”调度策略：将页面组织成环形链表，用指针指向当前检查的页面，当需要淘汰页面时，检查引用位，若为1则置0并移动指针，否则淘汰。
• 引用位的作用：记录页面最近是否被访问过，是这两种算法的核心判断依据。

2. 虚拟存储管理的核心思想是基于（局部性原理），允许进程在执行过程中逐步装入所需页面。

解析：

• 局部性原理：程序在执行过程中，往往会局部地访问内存，包括时间局部性和空间局部性。
• 时间局部性：最近访问过的页面在不久的将来很可能再次被访问。
• 空间局部性：最近访问过的页面的附近页面在不久的将来很可能被访问。
• 虚拟存储管理的实现：基于局部性原理，进程在执行时只需要装入部分页面即可运行，当访问到不在内存中的页面时，会触发缺页中断，操作系统会将所需页面从外存调入内存。

第七章 输入/输出系统

1. 常用的I/O控制方式有程序轮询控制方式、中断控制方式、（通道控制方式） 和（DMA控制方式）。

2. 对磁盘上一物理块信息的访问要经过：（寻道）、（延迟）、（传送）三个过程。
   解析：
   核心概念：

• 磁盘访问时间：由寻道时间、旋转延迟和数据传输时间三部分组成。
• 寻道时间：磁头移动到目标磁道所需的时间，是磁盘访问时间的主要组成部分。
• 旋转延迟：磁盘旋转到目标扇区所需的时间，取决于磁盘转速。
• 数据传输时间：读写数据所需的时间，取决于磁盘转速和数据块大小。

过程详解：

1. 寻道：磁头从当前位置移动到目标磁道，这是磁盘访问中耗时最长的部分。
2. 延迟：磁盘旋转，使目标扇区移动到磁头下方，平均旋转延迟为磁盘旋转周期的一半。
3. 传送：磁头读取或写入目标扇区的数据，数据传输时间与数据块大小成正比，与磁盘转速成反比。