软考-操作系统-错题收集(1)进程P的页面变换
DeepSeek思考过程
首先,问题是关于进程P的页面变换。进程有8个页面(0到7),页面大小是4K。系统分配了4个存储块,所以同时只能有4个页面在内存中。页面变换表给出了每个页面的状态:页帧号、状态位、访问位和修改位。
逻辑地址是十六进制5148H。我需要找到这个逻辑地址对应的物理地址。
逻辑地址5148H是十六进制。页面大小是4K,4K是4096字节,也就是2^12字节。所以,偏移量是12位。这意味着逻辑地址的低12位是偏移量,高几位是页号。
逻辑地址5148H转换为二进制。5148H是16进制,每个数字代表4位,所以:
5 -> 0101
1 -> 0001
4 -> 0100
8 -> 1000
所以整体是 0101 0001 0100 1000
由于偏移量是12位,所以高4位是页号?等一下,逻辑地址是16位吗?5148H是4个十六进制数字,所以是16位。页面大小4K=4096=2^12,所以偏移量需要12位,因此页号需要4位?但进程有8个页面,页号0-7,只需要3位来表示页号。所以逻辑地址中,页号部分应该是高3位或高4位?等一下,我需要仔细计算。
逻辑地址5148H。首先,将5148H转换为十进制以便理解。54096 + 1256 + 4*16 + 8 = 但更好的是直接使用二进制。
页面大小4K,所以偏移量是0到4095,用12位表示。因此,逻辑地址的二进制中,低12位是偏移量,高位是页号。由于页号0-7,只需要3位,但逻辑地址是16位,所以高4位中,最高位可能为0,但页号应该从高位的几位提取。
逻辑地址5148H的二进制:0101 0001 0100 1000
现在,偏移量是低12位,所以取低12位:0001 0100 1000?等一下,整个地址是16位,低12位是偏移量,所以高4位是页号?但高4位是0101, which is 5 in decimal. 但页号只有0-7,所以页号应该是5?等一下,页号是5吗?
逻辑地址5148H,除以页面大小4K,得到页号,余数是偏移量。
4K=4096=0x1000 in hex.
所以,页号 = 5148H / 1000H = 5.148? 由于是整数除法,页号是商,偏移量是余数。
5148H / 1000H = 5 with remainder 148H? 计算一下:
1000H * 5 = 5000H
5148H - 5000H = 148H
所以页号是5,偏移量是148H。
从页面变换表中,页号5的状态位是1,表示在内存,页帧号是3。页帧号是物理内存的帧号。
物理地址 = 页帧号 * 页面大小 + 偏移量
页面大小是4K=0x1000,所以物理地址 = 3 * 0x1000 + 0x148 = 0x3000 + 0x148 = 0x3148H
所以物理地址是3148H。
现在,第二部分:如果进程P要访问的页面6不在内存,那么应该淘汰页号为多少的页面?
页面6不在内存,所以需要从磁盘调入页面6,但内存中只有4个存储块,已经满了,所以需要淘汰一个页面。
淘汰哪个页面?这取决于页面替换算法。问题中没有明确指定使用什么算法,但页面变换表中有访问位和修改位,这可能暗示使用某种算法如LRU或时钟算法。
看表格,状态位为1的页面是哪些?从表中有状态位1的页面:页号1、2、5、7。因为分配了4个存储块,所以这些是在内存中的页面。
页号1: 页帧号7, 状态1, 访问位1, 修改位0
页号2: 页帧号5, 状态1, 访问位0, 修改位1
页号5: 页帧号3, 状态1, 访问位1, 修改位1
页号7: 页帧号9, 状态1, 访问位1, 修改位0
现在,如果要访问页面6,不在内存,需要淘汰一个页面。
淘汰策略可能基于访问位和修改位。通常使用类似时钟算法或NRU(Not Recently Used)算法。
访问位表示最近是否被访问,修改位表示是否被修改。修改过的页面需要写回磁盘,所以优先淘汰未修改的页面以减少I/O。
但这里没有指定算法,所以可能根据访问位和修改位来选择。
看选项,淘汰的页号可能是2、1、5或9。但页号9不在页号中,页号只有0-7,所以淘汰页号9不可能,选项D有9,可能错误。
选项A: 3148H; 2
B: 5148H; 1
C: 7148H; 5
D: 9148H; 9
我们已经得到物理地址是3148H,所以A可能正确。
淘汰页号2?还是其他?
为了淘汰,我们需要看哪个页面最适合淘汰。
通常,优先淘汰访问位为0且修改位为0的页面,因为这样的页面既没有被最近访问也没有被修改,不需要写回。
看内存中的页面:
页号1: 访问位1, 修改位0
页号2: 访问位0, 修改位1
页号5: 访问位1, 修改位1
页号7: 访问位1, 修改位0
没有访问位和修改位都为0的页面。页号2访问位为0但修改位为1,所以如果淘汰它,需要写回磁盘。
页号1和7修改位为0,但访问位为1,表示最近被访问过。
页号5访问位和修改位都为1。
在时钟算法中,我们可能循环查看访问位,但这里可能简单选择访问位为0的页面,尽管修改位为1。
页号2的访问位为0,所以可能优先淘汰页号2。
因为访问位为0表示最近没有被访问,所以是候选。
修改位为1意味着需要写回,但淘汰是可能的。
其他页面访问位都是1,表示最近被访问,所以不太可能淘汰。
因此,可能淘汰页号2。
所以答案应该是A: 3148H; 2
但让我们确认逻辑地址部分。
逻辑地址5148H,页号5,偏移148H,页帧号3,物理地址3148H,正确。
淘汰页号2。
所以选A。
总结
根据进程P的页面变换表,逻辑地址5148H的页号计算如下:页面大小为4K(0x1000字节),逻辑地址5148H除以0x1000,页号为5(因为0x5000到0x5FFF),偏移量为0x148。页号5的状态位为1,表示在内存中,页帧号为3。因此物理地址为页帧号乘以页面大小加上偏移量:3 * 0x1000 + 0x148 = 0x3000 + 0x148 = 0x3148H。
如果进程P要访问的页面6不在内存,需要淘汰一个页面。当前在内存中的页面为页号1、2、5、7(状态位为1)。根据页面替换算法(如时钟算法或NRU算法),优先淘汰访问位为0的页面。页号2的访问位为0,修改位为1,因此淘汰页号2(尽管修改位为1需要写回磁盘,但访问位为0表示最近未被访问)。
因此,物理地址为3148H,淘汰页号为2。选项A正确。
答案:A