内存管理练习题

本章包含内存管理相关的练习题，涵盖内存管理基本概念、连续分配、非连续分配、虚拟内存等内容。

基础概念题

1. 逻辑地址与物理地址

题目：简述逻辑地址和物理地址的区别。

答案：

逻辑地址：由程序生成，是程序中的相对地址
物理地址：内存单元的实际地址，由硬件直接访问
转换过程：通过地址转换机构将逻辑地址转换为物理地址

2. 内存管理的基本功能

题目：列举内存管理的基本功能。

答案：

内存分配：为进程分配内存空间
内存回收：回收进程释放的内存空间
地址转换：将逻辑地址转换为物理地址
内存保护：防止进程访问其他进程的内存空间

连续分配题

3. 首次适应算法

题目：使用首次适应算法为进程分配内存。

答案：

空闲分区：100K, 200K, 50K, 300K
进程需求：80K, 120K, 60K

分配结果：
- 进程1(80K) → 100K分区
- 进程2(120K) → 200K分区
- 进程3(60K) → 300K分区

4. 最佳适应算法

题目：使用最佳适应算法为进程分配内存。

答案：

空闲分区：100K, 200K, 50K, 300K
进程需求：80K, 120K, 60K

分配结果：
- 进程1(80K) → 100K分区
- 进程2(120K) → 200K分区
- 进程3(60K) → 300K分区

非连续分配题

5. 分页管理

题目：计算分页系统中的地址转换。

答案：

页大小：4KB
逻辑地址：12345
页号：12345 / 4096 = 3
页内偏移：12345 % 4096 = 57

6. 分段管理

题目：分析分段管理的优缺点。

答案：优点：

便于模块化编程
支持动态增长
便于共享和保护

缺点：

容易产生外部碎片
地址转换复杂
内存利用率低

虚拟内存题

7. 页面置换算法

题目：比较 FIFO 和 LRU 算法。

答案： FIFO 算法：

简单易实现
性能较差
不考虑页面使用频率

LRU 算法：

性能较好
实现复杂
考虑页面使用频率

8. 工作集模型

题目：解释工作集模型的作用。

答案：

定义：进程在最近一段时间内访问的页面集合
作用：预测进程的内存需求
应用：页面分配和置换决策

综合应用题

9. 内存管理策略设计

题目：设计一个简单的内存管理系统。

答案：

// 内存块结构
struct memory_block {
    int start_address;
    int size;
    int is_allocated;
};

// 分配函数
int allocate_memory(int size) {
    for (int i = 0; i < block_count; i++) {
        if (!blocks[i].is_allocated && blocks[i].size >= size) {
            blocks[i].is_allocated = 1;
            return blocks[i].start_address;
        }
    }
    return -1; // 分配失败
}

10. 性能优化分析

题目：分析内存管理性能优化的方法。

答案：

减少碎片：使用合适的分配算法
提高命中率：优化页面置换算法
减少转换开销：使用 TLB 缓存
预分配策略：根据历史数据预测需求

总结

这些练习题涵盖了内存管理的核心概念和实际应用。通过练习，可以加深对内存管理工作原理的理解，提高系统设计和问题解决能力。

在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的内存管理策略，平衡性能、可靠性和功能需求。