Aufgaben zum Kapitel Speicherverwaltung

Aufgaben zum Kapitel Speicherverwaltung

Aufgabe 1

Aufgabe

 Aufg. : Swapping und Paging

Erläutere den grundlegenden Unterschied zwischen Swapping und Paging!

Aufgabe 2

Aufgabe

 Aufg. : Optimale Seitenersetzung

Erläutern Sie die Funktionsweise des optimalen Seitenersetzungsalgorithmus und warum er nicht in der Praxis implementiert werden kann.

Aufgabe 3

Aufgabe

 Aufg. : LRU und NRU

Was bedeuten die Abkürzungen LRU und NRU im Hinblick auf Seitenersetzungsalgorithmen?

Aufgabe 4

Aufgabe

 Aufg. : Arbeitsweise LRU

Erläutere die Arbeitsweise des LRU-Algorithmus.

Aufgabe 5

Aufgabe

 Aufg. : Arbeitsweise NRU

Skizzieren Sie Aufgabe und Funktionsweise der NRU-Seitenersetzungsstrategie.

Aufgabe 6

Aufgabe

 Aufg. : Spalten der Seitentabelle bei NRU

Bei dem NRU-Seitenersetzungsalgorithmus besteht die Seitentabelle aus (mindestens) 4 Spalten. Benennen Sie die vier Spalten und erläutern Sie deren jeweilige Aufgabe(n).

Aufgabe 7

Aufgabe

 Aufg. : Umstände beim Seitenfehler

Wann tritt ein Seitenfehler (Page fault) auf? Erläutere die Umstände.

Aufgabe 8

Aufgabe

 Aufg. : Auslagern bei NRU

Die Speicherverwaltung eines Betriebssystems arbeite nach der NRU-Seitenersetzungsstrategie.

Welchen Spalten der Seitentabelle kommt bei einem Seitenfehler eine besondere Bedeutung zu?

In welcher Weise beeinflussen die möglichen Werte in diesen Spalten die Entscheidung bzgl. der Auswahl einer zum Auslagern geeigneten Seite?

Aufgabe 9

Aufgabe

 Aufg. : Virtuelle Speicherverwaltung

31	000	0
30	000	0
29	000	0
28	000	0
27	000	0
26	000	0
25	000	0
24	000	0
23	000	0
22	000	0
21	000	0
20	000	0
19	000	0
18	000	0
17	000	0
16	000	0
15	000	0
14	000	0
13	000	0
12	000	0
11	000	0
10	000	0
9	000	0
8	000	0
7	100	1
6	000	0
5	000	0
4	000	1
3	111	1
2	110	1
1	001	1
0	010	1

Gegeben sei die nebenstehende komplette Seitentabelle mit zwei Spalten (ganz links ist lediglich eine Nummerierung der Zeilen). Gehen Sie in dieser Aufgabe davon aus, dass eine einzelne Seite im physikalischen Adressraum eine Größe von 1 KiB (= 1024 Byte) hat.

(a)
Wie groß ist eine einzelne Seite im virtuellen Adressraum?

(b)
Wie viele Seiten im physikalischen Adressraum gibt es laut Seitentabelle? (Woran sehen Sie das?)

(c)
Wie viele Seiten im virtuellen Adressraum gibt es laut Seitentabelle? (Woran sehen Sie das?)

(d)
Bezogen auf die Gegebenheiten dieser Aufgabe:
Warum besteht eine virtuelle Adresse aus genau 15 Bit? Erläutern Sie!

(e)
Gegeben sei folgende virtuelle Adresse: 000111001100001
Ermitteln Sie daraus die zugehörige physikalische Adresse!

(f)
Gegeben sei folgende virtuelle Adresse: 010001010100110
Diese kann mit Hilfe der nebenstehenden Seitentabelle nicht in die zugehörige physikalische Adresse umgerechnet werden. Warum nicht?
Erläutern Sie stichpunktartig den weiteren Ablauf auf dem System bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Umrechnung endlich klappt!

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