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(Microsoft PowerPoint - Exerc\355cios 2 Resolvidos ... - DCC - UFRJ

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Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Gerência de Memória<br />

1) Considerando o uso de particionamento Buddy em um sistema com 4 GB de memória<br />

principal, responda as seguintes perguntas:<br />

a) Esboce o gráfico que representa o uso da memória caso a seguinte sequência de<br />

requisições seja apresentada no sistema: A (130 MB), B (750 MB), C (600 MB), D (300<br />

MB) e E (230 MB).<br />

A<br />

E<br />

D<br />

B<br />

4 Gb<br />

<strong>UFRJ</strong> – IM – <strong>DCC</strong> Prof. Antonio Carlos Gay Thomé Profa. Valeria M. Bastos<br />

C<br />

1


Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Gerência de Memória<br />

1) Considerando o uso de particionamento Buddy em um sistema com 4 GB de memória<br />

principal, responda as seguintes perguntas:<br />

a)<br />

b) É possível no particionamento Buddy haver fragmentação externa? Justifique.<br />

R: Sim, causado pelas sobras de áreas geradas pelo próprio particionamento Buddy, as<br />

quais não são capazes de armazenar nenhum processo (novo) que esteja na fila de<br />

prontos.<br />

c) Indique no gráfico que representa o uso de memória onde seria carregado o processo<br />

X, de tamanho igual a 240 MB.<br />

4 Gb<br />

A<br />

E<br />

D<br />

B<br />

<strong>UFRJ</strong> – IM – <strong>DCC</strong> Prof. Antonio Carlos Gay Thomé Profa. Valeria M. Bastos<br />

C<br />

X<br />

2


Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Gerência de Memória<br />

2) Suponha um sistema computacional com 64 KB de memória principal e que utilize um<br />

sistema operacional de 14 KB que implementa alocação contígua de memória.<br />

Considere também um programa de 90 KB, formado por um módulo principal de 20 Kb<br />

e três módulos independentes, cada um com 10 KB, 20 KB e 30 KB. Como o programa<br />

poderia ser executado utilizando-se apenas a técnica de overlay?<br />

R: Como existe apenas 50Kb para a execução do programa, a memória deve ser<br />

dividida em duas áreas: uma para o módulo principal (20Kb) e outra de overlay para a<br />

carga dos módulos, em função do tamanho do maior módulo (30 Kb).<br />

3) Considere um sistema que possua as seguintes áreas livres na memória principal,<br />

ordenadas crescentemente: 10 Kb, 4 Kb, 20 Kb, 18 Kb, 7 Kb, 9 Kb, 12 Kb, 12 Kb e 15<br />

Kb. Para cada programa abaixo, qual seria a partição alocada utilizando-se as<br />

estratégias first-fit, best-fit e worst-fit (Tanenbaum, 1992)?<br />

a) 12 Kb<br />

b) 10 Kb<br />

c) 9 Kb<br />

R: First-fit: 20Kb, 10Kb e 18Kb<br />

Best-fit: 12Kb, 10Kb e 9Kb.<br />

Worst-fit: 20Kb, 18Kb e 15Kb.<br />

<strong>UFRJ</strong> – IM – <strong>DCC</strong> Prof. Antonio Carlos Gay Thomé Profa. Valeria M. Bastos<br />

3


Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Gerência de Memória<br />

4) Um sistema utiliza alocação particionada dinâmica como mecanismo de gerência de<br />

memória. O sistema operacional aloca uma área de memória total de 50 Kb e possui,<br />

inicialmente, os programas da tabela a seguir<br />

Tamanho Status<br />

5 Kb Processo A<br />

3 Kb Processo B<br />

10 Kb Livre<br />

6 Kb Processo C<br />

26 Kb Livre<br />

Realize as operações abaixo, sequencialmente, mostrando o estado da memória após<br />

cada uma delas. Resolva a questão utilizando as estratégias best-fit, worst-fit e first-fit.<br />

a) alocar área para o processo D que possui 6 Kb;<br />

b) liberar a área do programa A;<br />

c) alocar área para o processo E que possui 4 Kb<br />

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4


a)<br />

b)<br />

c)<br />

5 Kb Programa A<br />

3 Kb Programa B<br />

6 Kb Programa D<br />

4 Kb Livre<br />

6 Kb Programa C<br />

26 Kb Livre<br />

5 Kb Livre<br />

3 Kb Programa B<br />

6 Kb Programa D<br />

4 Kb Livre<br />

6 Kb Programa C<br />

26 Kb Livre<br />

5 Kb Livre<br />

Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Gerência de Memória<br />

Best-fit Worst-fit First-fit<br />

3 Kb Programa B<br />

6 Kb Programa D<br />

4 Kb Programa E<br />

6 Kb Programa C<br />

26 Kb Livre<br />

5 Kb Programa A<br />

3 Kb Programa B<br />

10 Kb Livre<br />

6 Kb Programa C<br />

6 Kb Programa D<br />

20 Kb Livre<br />

5 Kb Livre<br />

3 Kb Programa B<br />

10 Kb Livre<br />

6 Kb Programa C<br />

6 Kb Programa D<br />

20 Kb Livre<br />

5 Kb Livre<br />

3 Kb Programa B<br />

10 Kb Livre<br />

6 Kb Programa C<br />

6 Kb Programa D<br />

4 Kb Programa E<br />

16 Kb Livre<br />

5 Kb Programa A<br />

3 Kb Programa B<br />

6 Kb Programa D<br />

4 Kb Livre<br />

6 Kb Programa C<br />

26 Kb Livre<br />

5 Kb Livre<br />

3 Kb Programa B<br />

6 Kb Programa D<br />

4 Kb Livre<br />

6 Kb Programa C<br />

26 Kb Livre<br />

4 Kb Programa E<br />

1 Kb Livre<br />

3 Kb Programa B<br />

6 Kb Programa D<br />

4 Kb Livre<br />

6 Kb Programa C<br />

26 Kb Livre<br />

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Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Endereçamento em MV<br />

1) Um sistema com gerência de memória virtual por paginação possui tamanho de página<br />

com 512 posições, espaço de endereçamento virtual com 512 páginas endereçadas de<br />

0 à 511 e memória real com 10 páginas numeradas de 0 à 9. O conteúdo atual da<br />

memória real contém apenas informações de um único processo e é descrito<br />

resumidamente na tabela abaixo:<br />

Endereço Físico Conteúdo<br />

1536 PV 34<br />

2048 PV 9<br />

3072 TP<br />

3584 PV 65<br />

4608 PV 10<br />

a) Considere que a entrada da tabela de páginas<br />

contém, além do endereço do frame, também o<br />

número da página virtual. Mostre o conteúdo<br />

da tabela de páginas deste processo.<br />

b) Mostre o conteúdo da tabela de páginas após a<br />

página virtual 49 ser carregada na memória a<br />

partir do endereço real 0 e a página virtual 34<br />

ser substituída pela página virtual 12.<br />

c) Como é o formato do endereço virtual deste<br />

sistema?<br />

d) Qual endereço físico está associado ao<br />

endereço virtual 4613?<br />

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6


a) Considere que a entrada da tabela de páginas<br />

contém, além do endereço do frame, também o<br />

número da página virtual. Mostre o conteúdo<br />

da tabela de páginas deste processo.<br />

b) Mostre o conteúdo da tabela de páginas após a<br />

página virtual 49 ser carregada na memória a<br />

partir do endereço real 0 e a página virtual 34<br />

ser substituída pela página virtual 12.<br />

c) Como é o formato do endereço virtual deste<br />

sistema?<br />

d) Qual endereço físico está associado ao<br />

endereço virtual 4613?<br />

Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Endereçamento em MV<br />

NPV Frame<br />

9 4<br />

10 9<br />

34 3<br />

65 7<br />

NPV Frame<br />

9 4<br />

10 9<br />

12 3<br />

49 0<br />

65 7<br />

R: O endereço virtual possui 9 bits para<br />

endereçar a tabela de páginas e 9 bits<br />

para o deslocamento dentro da página.<br />

R: O endereço virtual 4613 encontra-se na página<br />

virtual 9 (4613/512), que inicia no endereço virtual<br />

4608. Como o deslocamento dentro do endereço<br />

virtual é 5, o endereço físico é a soma deste mesmo<br />

deslocamento ao endereço inicial do frame 2048, ou<br />

seja, 2053.<br />

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7


Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Endereçamento em MV<br />

2) Um sistema operacional implementa gerência de memória virtual por paginação.<br />

Considere endereços virtuais com 16 bits, referenciados por um mesmo processo<br />

durante sua execução e sua tabela de páginas abaixo com no máximo 256 entradas,<br />

sendo que estão representadas apenas as páginas presentes na memória real. Indique<br />

para cada endereço virtual a seguir a página virtual em que o endereço se encontra, o<br />

respectivo deslocamento e se a página encontra-se na memória principal neste<br />

momento.<br />

Página Endereço Físico a) (307) 10 Página virtual 1, deslocamento 51<br />

e está na memória.<br />

0 8 K<br />

1 4 K<br />

2 24 K<br />

3 0 K<br />

4 16 K<br />

5 12 K<br />

9 20 K<br />

11 28 K<br />

b) (2049) 10 Página virtual 8, deslocamento 1 e<br />

não está na memória.<br />

c) (2304) 10 Página virtual 9, deslocamento 0 e<br />

está na memória.<br />

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Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Endereçamento em MV<br />

3) Uma memória virtual possui páginas de 1024 endereços, existem 8 páginas virtuais e<br />

4096 bytes de memória real. A tabela de páginas de um processo está descrita abaixo,<br />

sendo que o asterisco indica que a página não está na memória principal:<br />

Página Virtual Página Real<br />

0 3<br />

1 1<br />

2 *<br />

3 *<br />

4 2<br />

5 *<br />

6 0<br />

7 *<br />

a) Faça a lista/faixa de todos os endereços virtuais<br />

que irão causar page fault.<br />

R: Pag. 2 (2048 / 3071), pag. 3 (3072 / 4095),<br />

pag. 5 (5120 / 6143) e pag. 7 (7168 / 8191).<br />

b) Indique o endereço real correspondente aos<br />

seguintes endereços virtuais: 0, 1023, 1024, 6500<br />

e 3728.<br />

End. Virtual 0 (PV 0 / Desloc 0) End. Real = 3072 + 0 = 3072<br />

End. Virtual 1023 (PV 0 / Desloc 1023) End. Real = 3072 + 1023 = 4095<br />

End. Virtual 1024 (PV 1 / Desloc 0) End. Real = 1024 + 0 = 1024<br />

End. Virtual 6500 (PV 6 / Desloc 356) End. Real = 0 + 356 = 356<br />

End. Virtual 3728 (PV 3 / Desloc 656) Page Fault<br />

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Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Busca e alocação em MV<br />

4) Considere um sistema de memória virtual que implemente paginação, onde o limite de<br />

frames por processo é igual a três. Descreva para os itens abaixo, onde é apresentada uma<br />

sequência de referências à páginas pelo processo, o número total de page fault para as<br />

estratégias de realocação de páginas FIFO e LRU. Indique qual a mais eficaz para cada<br />

item.<br />

a) 1 / 2 / 3 / 1 / 4 / 2 / 5 / 3 / 4 / 3<br />

FIFO = Total PF = 5 (melhor política)<br />

1 2 3 1 4 2 5 3 4 3<br />

PF PF PF - PF (sai 1) - PF (sai 2) - - -<br />

LRU = Total PF = 8<br />

1 2 3 1 4 2 5 3 4 3<br />

PF PF PF - PF (sai 2) PF (sai 3) PF (sai 1) PF (sai 4) PF (sai 2) -<br />

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Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Busca e alocação em MV<br />

4) Considere um sistema de memória virtual que implemente paginação, onde o limite de<br />

frames por processo é igual a três. Descreva para os itens abaixo, onde é apresentada uma<br />

sequência de referências à páginas pelo processo, o número total de page fault para as<br />

estratégias de realocação de páginas FIFO e LRU. Indique qual a mais eficaz para cada<br />

item.<br />

b) 1 / 2 / 3 / 1 / 4 / 1 / 3 / 2 / 3 / 3<br />

FIFO = Total PF = 7<br />

1 2 3 1 4 1 3 2 3 3<br />

PF PF PF - PF (sai 1) PF (sai 2) - PF (sai 3) PF (sai 4) -<br />

LRU = Total PF = 5 (melhor política)<br />

1 2 3 1 4 1 3 2 3 3<br />

PF PF PF - PF (sai 2) - - PF (sai 4) - -<br />

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Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Busca e alocação em MV<br />

5) Em um sistema paginado, as páginas têm 4Kb endereços, a memória principal possui<br />

32Kb e o limite de páginas na memória principal é de 8 páginas. Um programa faz<br />

referência à endereços virtuais situados nas páginas 0, 2, 1, 9, 11, 4, 5, 2, 3, 1, nesta<br />

ordem. Após essa sequência de acessos, a tabela de páginas completa desse programa tem<br />

a configuração abaixo, sendo que as entradas em branco correspondem a páginas<br />

ausentes.<br />

Página End. Físico<br />

0 8 K<br />

1 4 K<br />

2 24 K<br />

3 0 K<br />

4 16 K<br />

5 12 K<br />

6 *<br />

7 *<br />

8 *<br />

9 20 K<br />

10 *<br />

11 28 K<br />

12 *<br />

13 *<br />

14 *<br />

15 *<br />

a) Qual o tamanho (em bits) e o formato do endereço virtual? Justifique.<br />

R: 4 bits para o número da página, possibilitando endereçar as 16 páginas<br />

possíveis, e 12 bits para o deslocamento, possibilitando endereçar os 4K<br />

endereços de uma página.<br />

a) O processo faz novas referências à endereços virtuais situados nas páginas<br />

5, 15, 12, 8 e 0, nesta ordem. Complete o quadro a seguir, que ilustra o<br />

processamento dessa sequência de acessos utilizando a estratégia de<br />

remoção FIFO. Mostre o estado final da tabela de páginas.<br />

Página Referenciada Página Page Fault<br />

Removida (sim/não)<br />

5 - Não<br />

15 0 Sim<br />

12 2 Sim<br />

8 1 Sim<br />

0 9 Sim<br />

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Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Busca e alocação em MV<br />

6) Em um computador, o endereço virtual é de 16 bits e as páginas têm tamanho de 2Kb<br />

endereços. O WSL (Working Set List) de um processo qualquer é de quatro páginas.<br />

Inicialmente, nenhuma página está na memória principal. Um programa faz referência a<br />

endereços virtuais situados nas páginas 0, 7, 2, 7, 5, 8, 9, 2 e 4, nesta ordem.<br />

a) Quantos bits do endereço virtual destinam-se ao número da página? E ao deslocamento?<br />

R: 5 bits para nº da página e 11 bits para o deslocamento.<br />

b) Ilustre o comportamento da política de substituição LRU, mostrando, a cada referência,<br />

quais páginas estão em memória, os page faults causados e as páginas escolhidas para<br />

saírem da memória.<br />

Página virtual Páginas na memória Page fault? Página a ser substituída<br />

0 - Sim -<br />

7 0 Sim -<br />

2 7, 0 Sim -<br />

7 2, 7, 0 Não -<br />

5 7, 2, 0 Sim -<br />

8 5, 7, 2, 0 Sim 0<br />

9 8, 5, 7, 2 Sim 2<br />

2 9, 8, 5, 7 Sim 7<br />

4 2, 9, 8, 5 Sim 5<br />

- 4, 2, 9, 8 - -<br />

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Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Busca e alocação em MV<br />

7) Em um computador, o endereço virtual é de 16 bits e as páginas têm tamanho de 4K<br />

bytes. O limite de páginas reais de um processo qualquer é de 5 páginas. A memória<br />

principal é de 32K bytes. Inicialmente, nenhuma página está em memória. Um programa não<br />

possui nenhuma página carregada na memória principal e faz referência a endereços virtuais<br />

situados nas páginas 0, 1, 2, 1, 5, 0, 8, 9, 2 e 0, nesta ordem.<br />

a) Quantos bits do endereço virtual destinam-se ao número da página e ao deslocamento?<br />

b) Em quantas páginas reais está dividida a memória principal?<br />

c) Ilustre o comportamento da política de substituição LRU (Least Recently-Used) na tabela<br />

abaixo, mostrando a cada referência, que páginas estão em memória principal, os page<br />

faults causados e as páginas escolhidas para saírem da memória.<br />

Página Virtual Page Fault (S/N) Pág. que Sai da MP<br />

0 Sim --<br />

1 Sim --<br />

2 Sim --<br />

1 Não --<br />

5 Sim --<br />

0 Não --<br />

8 Sim --<br />

9 Sim 2<br />

2 Sim 1<br />

0 Não --<br />

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Gerenciamento de Recursos I<br />

Exercícios – Busca e alocação em MV<br />

d) Após várias seqüências de acesso, a tabela de páginas completa deste programa tem a seguinte<br />

configuração (entradas em branco correspondem a páginas ausentes na memória principal):<br />

Página 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15<br />

End.físico 8K 4K 0 28K 20K<br />

Suponha que a próxima instrução a ser executada se encontra localizada no endereço virtual 4120, como a<br />

seguir:<br />

Endereço virtual Instrução .<br />

4120 mov 8200, reg reg

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