uebungenSpeicherverwaltung

Systemsoftware Übungsaufgaben Oktober 02
Seite 5
A UFGABE 7
ARBEITSSPEICHERVERWALTUNG
Ein Rechner mit 32-Bit virtueller Adressierung benutzt eine 2-stufige Seitentabelle. Eine virtuelle Adresse setzt
sich zusammen aus 9 Bit Seitenindex 1. Stufe, 11 Bit Seitenindex 2. Stufe und Offset. Wie groß ist eine Seite ?
Wieviel Seiten hat der virtuelle Adreßraum ?
A UFGABE 8
ARBEITSSPEICHERVERWALTUNG
In einem Multitasking Betriebssystem muß der Arbeitsspeicher auf mehrere gleichzeitig ablaufende Prozesse
aufgeteilt werden. Sie haben in der Vorlesung zwei unterschiedliche Techniken kennengelernt, wie trotz
geringem Arbeitsspeicher alle Prozesse bearbeitet werden können, das Swapping und Paging.
a) Erklären Sie den Unterschied dieser beiden Techniken. Ist eine Realisierung dieser beiden
Techniken ohne zusätzliche Hardwarevorkehrungen möglich oder nicht ?
b) Beim Paging tritt unter bestimmten Umständen ein sogenanntes Seitenflattern ( thrashing ) auf.
Nennen Sie den/die Grund/Gründe für das Auftreten dieses Effektes.
A UFGABE 9
PAGING
In einem Paging-System stehen 3 Kacheln (physikalische Seiten) Arbeitsspeicher zur Verfügung. Es soll ein
Prozeß abgewickelt werden, der aus 5 virtuellen Seiten ( 0..4 )besteht. Dabei sei ausnahmsweise die
Reihenfolge der Seitenzugriffe bekannt. Die Seiten werden in der Reihenfolge: 0,1,2,3,0,1,4,0,1,2,3,4 benötigt.
Das Paging System arbeitet nach dem FIFO Verfahren. und hat zum Startzeitpunkt drei "gereinigte" Kacheln
zu Verfügung.
Tragen sie in die nachfolgende Tabelle 1 die Belegungen der Kacheln mit Seiten ein und kennzeichnen Sie im
Page Fault-Feld die auftretenden Seitenfehler
Tragen Sie in die Tabelle 2 bei gleicher Reihenfolge für den gleichen Prozeß die Belegung und die Seitenfehler
ein, wenn Sie vier Kacheln zur Verfügung haben
Bei welcher Lösung ergeben sich mehr Seitenfehler?
S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11
S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11

Systemsoftware Übungsaufgaben Oktober 02
Seite 6
A UFGABE 10
PAGING
Ein Multitasking-Bestriebssystem verwaltet den Arbeitsspeicher nach dem Pagingverfahren. Die Seitengröße
beträgt 1K. Jeder Prozeß adressiert 8 virtuelle Seiten d.h. der virtuelle Adreßraum eines Prozesses beträgt 8K.
Dem Betriebssystem stehen 4 Kacheln zu Verfügung. In der Kachel 0 liegt das Betriebssystem permanent
eingelagert. Die Seitentabelle eines Prozesses wird direkt in der MMU gespeichert.
Bei der Abarbeitung eines Prozesses entsteht die folgende Sequenz von Seitenreferenzen ( referenzstring ).
referenzestring : 1 2 3 2 4 2 3 5 2 1 2 4 5
Das Betriebssystem muß diese virtuellen Seiten auf 3 Kacheln im Arbeitsspeicher abbilden.
Wie sieht die Zuordnung der virtuellen Seiten auf die Kacheln aus wenn das Least Recently Used (LRU)
Verfahren angewendet wird. Bei dieser Strategie wird diejenige Seite verdrängt, die in einem zurückliegenden
Zeitintervall die längste Zeit unbenutzt war.
Tragen Sie in die vorgegebene Tabelle die Belegung der Kacheln mit virtuellen Seiten ein. Kennzeichnen Sie
die Situationen "Auftreten eines Page Fault " durch einen Pfeil, der auf die Spalte zeigt, in der ein Page Fault
auftritt.
referenzstring 1 2 3 2 4 2 3 5 2 1 2 4 5
Kachel 1
Kachel 2
Kachel 3
A UFGABE 11
PAGING
Ihr Betriebssystem realisiert virtuellen Speicher in Form von Paging. Die Seitengröße ist 1 KByte. Als
Seitenersetzungsstrategie wird NRU (Not Recently Used ) benutzt. Der Adreßraum eines Prozesses umfaßt 8
virtuelle Seiten. Physikalisch sind 8 Kacheln vorhanden. Das Betriebssystem belegt permanent die Kachel 0
und 1, d.h. diese beiden Kacheln werden nicht ausgelagert.
Zum Zeitpunkt x rechnet ein Prozeß A. Die Seitentabelle des Prozesses hat zu diesem Zeitpunkt folgendes
Aussehen:
Kachelnr P R M
0: 2 1 0 0
1: 7 1 1 0
2: 0 0 0 0
3: 0 0 0 0
4: 4 1 1 1
5: 0 0 0 0
6: 5 1 0 1
7: 0 0 0 0
P: Seite präsent,
M: Seite wurde modifiziert,
R: Seite wurde in der aktuellen Zeitscheibe benutzt
10.1 Bei derAbwicklung des Prozesses A treten innerhalb der aktuellen Zeitscheibe folgende
Seitenreferenzen auf:
1 (l), 5 (sch), 2 (sch), 1 (l), 7 (sch), 3 (sch), 1 (l),6 (l) sch: schreibend l: lesend

Systemsoftware Übungsaufgaben Oktober 02
Seite 7
Tragen sie in die folgende Tabelle die Kachelbelegungungen für die oben gegebene Seitenreferenzen ein. Die
aktuelle Belegung zum Zeitpunkt x ist in der Spalte x vorgegeben, d.h. Kachelnummer 3 und 6 sind unbelegt.
Kachelnr. x 1 5 2 1 7 3 1 6
2 0
3 -
4 4
5 6
6 -
7 1
10.2 Wie sieht die Seitentabelle des Prozesses nach der letzten Seitenrefrenz aus ?
Kachelnr. P R M
0:
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
10.3 Wie oft und in welchen Situationen wird ein "Page Fault" ausgelöst ?