Prof. Dr. rer. nat. Roland Wism ¨uller
Aufgabenblatt 12
(Besprechung am 20.01.2022)
Vorlesung Betriebssysteme I Wintersemester 2021/22
Aufgabe 1: Paging, virtuelle und physische Adresse
Gegeben sei ein Rechnersystem mit 8 Kacheln, die Seitentabelle sei entsprechend folgender Tabelle belegt.
Seite Kachel Present-Bit ...
0 0 1 ...
... ... ... ...
3 2 1 ...
4 3 1 ...
5 - 0 ...
... ... ... ...
9 7 1 ...
10 - 0 ...
11 4 1 ...
12 5 1 ...
... ... ... ...
Sie sollen nun die Adress¨ubersetzung beim Paging n¨aher betrachten. Wir nahmen dazu an, dass der Computer eine Haupt- speichergr¨oße von 64 KBytes hat und virtuelle Adressr¨aume mit 32 Seiten unterst¨utzt. Betrachten Sie die oben angegebene Tabelle als Grundlage f¨ur die folgenden Aufgaben.
a) Wie lautet die h¨ochste virtuelle Speicheradresse?
b) Wie viele Bits sind f¨ur die virtuelle und physische Adresse mindestens zu reservieren?
c) Ein Programm liest von den Adressen73868,74000,90113und42871(jeweils dezimal). Welche Hauptspeicher- adressen werden angesprochen?
d) Welche virtuellen Adressen hat ein Programm verwendet, wenn Hauptspeicher-Zugriffe auf die physische Adresse 8192bzw. auf die Kachel4mit dem Offset565erfolgen?
Aufgabe 2: Umsetzung von virtuellen auf physische Adressen
Mittels einer einstufigen Seitentabelle mit 8 KByte Seitengr¨oße soll die logische Adresse 2AF8 (hexadezimal) auf die zugeh¨orige physische Adresse umgesetzt werden.
Unten sehen Sie dazu eine Abbildung, die den Ablauf der Adreßumsetzung darstellt, wie sie auch in der Vorlesung gezeigt wurde. Tragen Sie die fehlenden Beschriftungen ein, vervollst¨andigen Sie die geschweiften Klammern, die die Unterteilung der logischen bzw. physischen Adresse andeuten, erg¨anzen Sie Pfeile, um den korrekten Informationsfluß zu verdeutlichen, und geben Sie schließlich die physische Adresse bin¨ar und hexadezimal an.
1
Offset
0 1 1 0
= (hex.) Logische
Adresse 0 0 0 0 1 0 = 2AF8 (hex.)
Pre−sent
1 1 1 1 1 0 Kachel 0:
1:
2:
3:
R M Seitentabelle
1 1 1 0 1 1 1 1 0
1 0
Physische Adresse
...
4 0 3
7
0
Aufgabe 3: Ein- und zweistufige Seitentabellen
In einem System mit 4 KByte (=212Byte) Seitengr¨oße und einer Gr¨oße des logischen und physischen Adressraums von jeweils 4 GByte (=232Byte) gibt es einen Prozeß, der nur die Seiten 0 bis 63 benutzt. Geben Sie an, wieviel Speicherplatz f¨ur die Seitentabelle(n) des Prozesses in den folgenden F¨allen ben¨otigt wird, wenn ein Seitentabelleneintrag jeweils 4 Bytes Speicherplatz ben¨otigt.
a) Mit einer einstufigen Seitentabelle.
b) Mit zweistufigen Seitentabellen, wenn eine Seitentabelle jeweils 1024 Eintr¨age enth¨alt.
Aufgabe 4: Virtueller Speicher - zweistufige Seitentabelle
Ein Computer hat logische (virtuelle) und physische Adressen mit jeweils 32 Bit L¨ange und benutzt eine zweistufige Seitentabelle. Die logischen Adressen werden in ein 9-Bit Feld f¨ur die oberste Seitentabelle und in ein 11-Bit Feld f¨ur die Seitentabellen der zweiten Stufe, sowie in einen Offset aufgeteilt.
a) Wie groß sind die Seiten?
b) Aus wie vielen Seiten besteht der logische (virtuelle) Adressraum?
c) Wieviel Speicherplatz belegt die zweistufige Seitentabelle eines Prozesses maximal (wenn ein Eintrag 4 Bytes ben¨otigt)?
d) Ein Prozess nutzt die folgenden drei Bereiche seines virtuellen Adressraums:
Anfangsadresse L¨ange 000000016 20 KB 080300016 8 KB 280500016 8 KB
Skizzieren Sie, wie die Seitentabelle in der ersten und zweiten Stufe aussieht.
e) Auf welche physische Adresse wird demnach die logische Adresse080300Aa6abgebildet?
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