Memory Management MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Memory Management - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर है, मेमोरी आवंटन की एक विधि है जिसके द्वारा प्रोग्राम को समान भागों या पृष्ठों में विभाजित किया जाता है और कोर को समान भागों या ब्लॉकों में विभाजित किया जाता है।

Key Points 

• पेजिंग एक मेमोरी प्रबंधन योजना है जो भौतिक मेमोरी के निरंतर आवंटन की आवश्यकता को समाप्त कर देती है।
• पेजिंग में, ऑपरेटिंग सिस्टम सेकेंडरी स्टोरेज से डेटा को समान आकार के ब्लॉकों में पुनर्प्राप्त करता है, जिन्हें पेज कहा जाता है।
• यह प्रोग्राम को निश्चित आकार के पेजों में तथा मुख्य मेमोरी को समान आकार के ब्लॉकों में विभाजित करता है, जिन्हें फ्रेम कहा जाता है।
• जब किसी प्रोग्राम को निष्पादित किया जाना होता है, तो उसके पेजों को सेकेंडरी स्टोरेज से किसी भी उपलब्ध मेमोरी फ्रेम में लोड कर दिया जाता है।

संकल्पना:

अस्वच्छ बिट: अस्वच्छ बिट कैश स्मृति के एक ब्लॉक से जुड़ा होता है और इसका उपयोग उस पेज को दिखाने के लिए किया जाता है जिसे कैश स्मृति में लोड होने के बाद संशोधित किया जाता है।

व्याख्या:

कैश में प्रतिलेखन के दौरान अस्वच्छ बिट संकल्पना का उपयोग किया जाता है।
प्रतिलेखन का अर्थ है कि अपडेट केवल कैश में लिखे जाते हैं। जब लाइन को संशोधित किया जाता है तो इसका अस्वच्छ बिट सेट हो जाता है और जब लाइन को बदलने के लिए चुना जाता है, तो लाइन को मुख्य स्मृति में तभी लिखा जाना चाहिए जब वह अस्वच्छ बिट सेट हो।

प्रतिलेखन में, हम स्मृति को अपडेट करने के लिए सबसे पहले कैशे प्रतिलिपि लिखते हैं। प्रतिलेखन की संख्या कम की जा सकती है यदि हम केवल तभी लिखते हैं जब कैश डेटा स्मृति से अलग हो। यह अस्वच्छ बिट या संशोधित बिट द्वारा किया जाता है। यह कैश में वापस तभी लिखता है जब अस्वच्छ बिट 1 पर सेट होता है। इस प्रकार, प्रतिलेखन कैश के लिए दो बिट की आवश्यकता होती है एक वैध बिट है और दूसरा अस्वच्छ बिट है।

आरेख:

डाटा:

वर्चुअल एड्रेस स्पेस (VAS) = 2³² बाइट

फिजिकल एड्रेस स्पेस (PAS) = 2²⁸ बाइट

पृष्ठ आकार (PS) = 211 बाइट

सूत्र:

$\mathrm{n}\mathrm{u}\mathrm{m}\mathrm{b}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{p}\mathrm{a}\mathrm{g}\mathrm{e}\mathrm{s}=\mathrm{P}=\frac{\mathrm{V}\mathrm{A}\mathrm{S}}{\mathrm{P}\mathrm{S}}$

$\mathrm{n}\mathrm{u}\mathrm{m}\mathrm{b}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{f}\mathrm{r}\mathrm{a}\mathrm{m}\mathrm{e}\mathrm{s}=\mathrm{F}=\frac{\mathrm{P}\mathrm{A}\mathrm{S}}{\mathrm{P}\mathrm{S}}$

वर्चुअल पेज नंबर के लिए आवश्यक बिट्स = ⌈ log2 P ⌉

फिजिकल पेज नंबर के लिए आवश्यक बिट्स = ⌈ log2 F⌉

गणना:

$\mathrm{P}=\frac{2^{32}}{2^{11}}=2^{21}$

वर्चुअल पेज नंबर के लिए आवश्यक बिट्स = ⌈ log2 221 ⌉ = 21

$\mathrm{F}=\frac{2^{28}}{2^{11}}=2^{17}$

सही उत्तर है कंप्यूटरों को भौतिक मेमोरी की सीमाओं को पूरा करने में सक्षम बनाना।

Key Points

• वर्चुअल मेमोरी एक ऑपरेटिंग सिस्टम (OS) की एक मेमोरी प्रबंधन क्षमता है जो हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर का उपयोग करके कंप्यूटर को भौतिक मेमोरी की कमी की भरपाई करने की अनुमति देती है।
• यह एक कंप्यूटर को रैंडम एक्सेस मेमोरी (RAM) से डिस्क स्टोरेज में डेटा को अस्थायी रूप से स्थानांतरित करके उपलब्ध भौतिक मेमोरी से अधिक मेमोरी का उपयोग करने में सक्षम बनाता है।
• वर्चुअल मेमोरी उपयोगकर्ताओं के लिए बहुत बड़ी (मुख्य) मेमोरी का भ्रम पैदा करती है।
• इस प्रक्रिया को "पेजिंग" के रूप में जाना जाता है जहाँ OS द्वितीयक संग्रहण (जैसे हार्ड ड्राइव या SSD) से डेटा प्राप्त करता है और आवश्यकतानुसार इसे RAM में रखता है।
• यह कंप्यूटर में स्थापित वास्तविक भौतिक मेमोरी द्वारा सीमित हुए बिना बड़े अनुप्रयोगों या एक साथ कई अनुप्रयोगों के निष्पादन की अनुमति देता है।

Additional Information

• वर्चुअल मेमोरी एक साथ कई प्रोग्राम चलाने के लिए मेमोरी स्थान प्रदान करके मल्टीटास्किंग में मदद करती है।
• यह मेमोरी आवंटन और डीलोकलन को कुशलतापूर्वक प्रबंधित करके सिस्टम की स्थिरता और प्रदर्शन को बढ़ाता है।
• वर्चुअल मेमोरी विभिन्न प्रक्रियाओं को अलग करके सुरक्षा में भी सुधार कर सकती है, जिससे वे एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप करने से बचते हैं।
• भौतिक मेमोरी की सीमाओं को दूर करने और कंप्यूटर सिस्टम की दक्षता में सुधार के लिए 1960 के दशक में वर्चुअल मेमोरी की अवधारणा विकसित की गई थी।

सही उत्तर : विकल्प 2

Key Points

1. पृष्ठ का आकार: 2 KB (211 बाइट्स)

2. पृष्ठों की संख्या: 1K पृष्ठ (210 पृष्ठ)

टोटल एड्रेसेबल मेमोरी:

• टोटल एड्रेसेबल मेमोरी = पृष्ठों की संख्या × पृष्ठ का आकार

• टोटल एड्रेसेबल मेमोरी = 210 पृष्ठ × 211 बाइट्स/पृष्ठ

• टोटल एड्रेसेबल मेमोरी = 221 बाइट्स

इसलिए, हमें वर्चुअल एड्रेस स्पेस को दर्शाने के लिए 21 बिट्स की आवश्यकता है।

सही उत्तर है: विकल्प 2: 21 बिट्स

स्पष्टीकरण:

पृष्ठन

• पृष्ठन एक मेमोरी प्रबंधन योजना है जिसके द्वारा एक कंप्यूटर स्टोरेज करता है और मुख्य मेमोरी में उपयोग के लिए द्वितीयक स्टोरेज से डेटा को रिकवर करता है।
• इस योजना में, ऑपरेटिंग सिस्टम एक ही आकार के ब्लॉक में द्वितीयक स्टोरेज से डेटा प्राप्त करता है जिसे पेज कहते हैं।
• पेजिंग आधुनिक ऑपरेटिंग सिस्टम में वर्चुअल मेमोरी कार्यान्वयन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, प्रोग्रामों को उपलब्ध भौतिक मेमोरी के आकार से अधिक होने देने के लिए द्वितीयक स्टोरेज का उपयोग करता है।

विभाजन

• विभाजन एक मेमोरी - प्रबंधन योजना है जो मेमोरी के उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण का समर्थन करती है।
• एक तार्किक एड्रेस स्थान खंडों का एक संग्रह है। प्रत्येक खंड का एक नाम और एक लंबाई है।
• एड्रेस खंड के नाम और ऑफसेट दोनों को निर्दिष्ट करते हैं। इसलिए, उपयोगकर्ता प्रत्येक एड्रेस को निर्दिष्ट करता है।

खंडन

• खंडन राउटर पर किया जाता है जो उन्हें कार्यान्वित करने के लिए जटिल बनाता है जब राउटर खंडित पैकेट में बहुत अधिक समय लेते हैं।
• इससे अन्य पैकेटों पर DOS हमला हो सकता है।

विनिमय

• मध्यम अवधि के अनुसूचक मल्टीप्रोग्रामिंग की कोटि को कम करता है। मल्टीप्रोग्रामिंग को कम करने के लिए कुछ प्रक्रियाओं को मेमोरी से हटा दिया जाता है। बाद में, इस प्रक्रिया को मेमोरी में फिर से प्रस्तुत किया जा सकता है, और इसके निष्पादन को जारी रखा जा सकता है जहां इसे छोड़ा गया था। इस योजना को स्वैपिंग कहा जाता है।
• दीर्घकालिक अनुसूचक, या कार्य अनुसूचक, एक मास-स्टोरेज डिवाइस से प्रक्रियाओं का चयन करता है और उन्हें निष्पादन के लिए मेमोरी में लोड करता है।
• अल्पकालिक अनुसूचक, या CPU अनुसूचक, उन प्रक्रियाओं में से चुनता है जो CPU को निष्पादित करने और उनमें से एक को आवंटित करने के लिए तैयार हैं।

• काल सहभाजन (या बहुकार्यन) मल्टीप्रोग्रामिंग का तार्किक विस्तार है।
• काल सहभाजन प्रणालियों में, CPU कई क्यों के बीच स्विच करके उनको निष्पादित करता है, लेकिन स्विच इतनी अधिक बार होते हैं कि प्रोग्राम के चलने के दौरान उपयोगकर्ता प्रत्येक प्रोग्राम के साथ कार्य कर सकता है।
• काल सहभाजन के लिए एक इंटरैक्टिव कंप्यूटर सिस्टम की आवश्यकता होती है, जो उपयोगकर्ता और सिस्टम के बीच प्रत्यक्ष संचार प्रदान करता है।
• उपयोगकर्ता एक इनपुट डिवाइस जैसे कीबोर्ड, माउस, टच पैड, या टच स्क्रीन का उपयोग करके ऑपरेटिंग सिस्टम या सीधे किसी प्रोग्राम को निर्देश देता है, और आउटपुट डिवाइस पर तत्काल परिणाम की प्रतीक्षा करता है।

सही हल 'विकल्प 1' है।

Key Points

• स्मृति के निरंतर आवंटन से विखंडन होता है। अतिरिक्त विखंडन बाह्य या आंतरिक हो सकता है।
• यह अनम्यता और स्मृति अपव्यय की ओर जाता है
• परिवर्तनीय विभाजन में, मुख्य स्मृति में स्थान प्रक्रिया की आवश्यकता के अनुसार आवंटित किया जाता है, इसलिए आंतरिक विखंडन की कोई स्थिति नहीं है। विभाजन में कोई अप्रयुक्त स्थान शेष या बचा हुआ स्थान नहीं रहेगा।
• आंतरिक विखंडन की कमी का अर्थ यह नहीं है कि बाह्य विखंडन नहीं होगा।

आइए 10MB, 20MB और 30MB के साथ तीन प्रक्रियाओं पर विचार कीजिए जो स्मृति में भार हैं। कुछ समय बाद 10MB और 30MB प्रक्रिया मुक्त हो जाती हैं। अब दो उपलब्ध स्मृति विभाजन हैं लेकिन हम 40 MB के आकार के साथ एक प्रक्रिया भार नहीं कर सकते हैं।

अत: सही उत्तर है: बाह्य विखंडन

नोट:
इस प्रश्न को हटा दिया गया और सभी को अंक आवंटित कर दिए गए

स्पूलिंग - यह एक ऐसी प्रोसेस है जिसमें डेटा को अस्थायी रूप से डिवाइस, प्रोग्राम या सिस्टम द्वारा उपयोग और एक्सेक्यूट करने के लिए रखा जाता है। 

स्वैपिंग - यह एक मेमोरी रिक्लेमेशन की विधि है जिसमें वर्तमान में उपयोग में नहीं आने वाले मेमोरी कंटेंट को दुसरे ऍप्लिकेशन या प्रोसेस के लिए मेमोरी उपलब्ध कराने के लिए डिस्क पर स्वैप कर दिया जाता है।

पेजिंग- यह एक मेमोरी मैनेजमेंट स्कीम है जो प्रोसेस को मेमोरी में गैर-सटीक रूप में स्टोर करने के लिए अनुमति देता है। 

रिलोकेशन- कभी-कभी, डेटा को आवश्यकता के अनुसार, एक स्थान से दूसरे स्थान पर ट्रांसफर किया जाता है। इसे मेमोरी रिलोकेशन कहा जाता है।

तथ्य:

TLB हिट अनुपात = p = 90% = 0.9

TLB पहुंच समय = t = 50 μs

मेमोरी एक्सेस टाइम = m = 400 μs

प्रभावी मेमोरी एक्सेस समय = EMAT

सूत्र:

EMAT = p × (t + m) + (1 – p) × (t + m + m)

गणना:

EMAT = 0.9 × (50 + 400) + (1 – 0.9) × (50 + 400 + 400)

EMAT = 490 μs

∴ समग्र एक्सेस समय 490 μs है

Important Points

TLB हिट के दौरान

फ़्रेम संख्या TLB (50 μs) से प्राप्त की जाती है

और पृष्ठ भौतिक स्मृति (400 μs) से प्राप्त किया गया है

TLB मिस के दौरान

TLB नो एंट्री मैच (50 μs)

फ़्रेम संख्या भौतिक मेमोरी (400 μs) से प्राप्त की जाती है

अवधारणा:

पृष्ठन एक मेमोरी मैनेजमेंट स्कीम है। पृष्ठन बाहरी विखंडन को कम करता है। पृष्ठ तालिका का आकार तालिका में प्रविष्टियों की संख्या और एक प्रविष्टि में संग्रहीत बाइट पर निर्भर करता है।

स्पष्टीकरण:

S1: एक छोटे पृष्ठ का आकार बड़े पृष्ठ तालिकाओं का कारण बनता है।

यह कथन सही है। छोटे पृष्ठ आकार का अर्थ है प्रति प्रक्रिया में अधिक पृष्ठ आवश्यक है। इसका मतलब बड़े पृष्ठ तालिका की जरूरत है।

S2: छोटे पृष्ठों के साथ आंतरिक विखंडन बढ़ाया जाता है।

This statement is incorrect. आंतरिक विखंडन का मतलब है जब प्रक्रिया का आकार उपलब्ध स्थान से छोटा हो। जब पृष्ठ छोटे होते हैं, तो उपलब्ध स्थान कम हो जाता है और आंतरिक विखंडन की संभावना कम होती है।

S3: I/O स्थानान्तरण बड़े पृष्ठों के साथ अधिक कुशल हैं।

एक I/O सिस्टम के लिए एक एप्लीकेशन I/O अनुरोध लेना और इसे भौतिक डिवाइस पर भेजना आवश्यक है। I/O अनुरोधों का स्थानांतरण बड़े पृष्ठों के साथ अधिक कुशल है। इसलिए, दिया गया कथन सही है।

पृष्ठ तालिका की प्रत्येक प्रविष्टि में आवश्यक सामग्री पृष्ठ फ़्रेम संख्या है।

व्याख्या:

पृष्ठन में, भौतिक स्मृति को निश्चित आकार के खंड में विभाजित किया जाता है जिसे पृष्ठ फ्रेम कहा जाता है और तार्किक स्मृति को निश्चित आकार के खंड में विभाजित किया जाता है जिसे पृष्ठ कहा जाता है जो फ्रेम के समान आकार के होते हैं। जब किसी प्रक्रिया को निष्पादित किया जाता है, तो उसके पृष्ठों को डिस्क से किसी भी असंबद्ध फ़्रेम में डाला जा सकता है।

पृष्ठन में, तार्किक पतों का भौतिक पतों पर मानचित्रण पृष्ठ स्तर पर किया जाता है।

• जब CPU एक तार्किक पता बनता है, तो इसे दो भागों में विभाजित किया जाता है: पृष्ठ संख्या और ऑफ़सेट
• पृष्ठ का आकार हमेशा 2 की घात में होता है।
• पता अनुवाद पृष्ठ तालिका (मानचित्रण तालिका) का उपयोग करके किया जाता है।
• यह प्रत्येक पृष्ठ को आवंटित फ्रेम संख्या को संग्रहीत करता है और पृष्ठ संख्या का उपयोग पृष्ठ तालिका के सूचकांक के रूप में किया जाता है।

जब CPU एक तार्किक पता बनाता है, तो वह पता MMU (स्मृति प्रबन्धक इकाई) को भेजा जाता है। MMU पृष्ठ टेबल में संबंधित पृष्ठ फ्रेम नंबर खोजने के लिए पृष्ठ नंबर का उपयोग करता है। पृष्ठ फ़्रेम संख्या यदि पृष्ठ के उच्च क्रम के अंत से जुड़ी है तो भौतिक पता बनाने के लिए ऑफ़सेट किया जाता है अर्थात स्मृति को भेजा जाता है।

क्रियाविधि यहाँ दिखायी गयी है:

सही उत्तर विकल्प 3 है।

अवधारणा:

मेमोरी मैनेजमेंट स्टेटर्जीज़:

मेमोरी मैनेजमेंट स्टेटर्जीज़ कंप्यूटर में प्राइमरी मेमोरी के मैनेजमेंट की विधियाँ हैं। मेमोरी मैनेजमेंट फ़ंक्शन मेमोरी स्थानों की वर्तमान स्थिति का ट्रैक रखता है, चाहे वे मुक्त हों या आवंटित। यह निर्धारित करता है कि कौन सी प्रक्रियाएं मेमोरी प्राप्त करती हैं, जब वे इसे प्राप्त करती हैं, और उनके लिए कितनी मेमोरी उपलब्ध होती है।

छह प्रसिद्ध मेमोरी मैनेजमेंट हैं:

• फिक्स्ड डिवीज़न,
• डायनामिक डिवीज़न,
• सिंपल पेजिंग,
• सिंपल डिवीज़न,
• वर्चुअल-मेमोरी पेजिंग और
• वर्चुअल- मेमोरी सेगमेंटेशन।

स्पष्टीकरण:

ओएस में डायनामिक पेजिंग मान्य मेमोरी मैनेजमेंट तकनीक नहीं है। पेजिंग डायनामिक ट्रांसफर का एक रूप है, जहां प्रत्येक वर्चुअल एड्रेस पेजिंग हार्डवेयर द्वारा एक फिजिकल एड्रेस से बंधा होता है।

अतः सही उत्तर केवल A, C और D  है।

सही उत्तर विकल्प 4 है।

संकल्पना:

लॉजिकल एड्रेस:

एक प्रोग्राम के चलने के दौरान CPU द्वारा एक लॉजिकल एड्रेस उत्पन्न होता है। लॉजिकल एड्रेस एक वर्चुअल एड्रेस है क्योंकि यह भौतिक रूप से मौजूद नहीं है, इसलिए इसे वर्चुअल एड्रेस के रूप में भी जाना जाता है। इस एड्रेस का उपयोग CPU द्वारा फिजिकल मेमोरी लोकेशन तक पहुँचने के लिए एक संदर्भ के रूप में किया जाता है।

फिजिकल एड्रेस: 

फिजिकल एड्रेस मेमोरी में आवश्यक डेटा के फिजिकल लोकेशन की पहचान करता है। उपयोगकर्ता कभी भी सीधे फिजिकल एड्रेस से संबंधित नहीं होता है, लेकिन इसके संबंधित लॉजिकल एड्रेस से इसे एक्सेस कर सकता है। उपयोगकर्ता प्रोग्राम लॉजिकल एड्रेस उत्पन्न करता है और विचार करता है कि प्रोग्राम इस लॉजिकल एड्रेस पर चल रहा है लेकिन प्रोग्राम को इसके निष्पादन के लिए फिजिकल मेमोरी की आवश्यकता है, इसलिए, फिजिकल एड्रेस को उपयोग करने से पहले MMU द्वारा फिजिकल एड्रेस पर मैप किया जाना चाहिए।

लॉजिकल बनाम फिजिकल एड्रेस स्पेस:

लॉजिकल एड्रेस स्पेस की अवधारणा जो फिजिकल एड्रेस स्पेस को अलग करने के लिए बाध्य है, उचित मेमोरी प्रबंधन के लिए केंद्रीय है।

लॉजिकल एड्रेस - CPU द्वारा उत्पन्न; वर्चुअल एड्रेस के रूप में भी जाना जाता है।

फिजिकल एड्रेस - मेमोरी यूनिट द्वारा देखा गया एड्रेस।

इसलिए सही उत्तर लॉजिकल, फिजिकल है।

पृष्ठ तालिका की प्रत्येक प्रविष्टि में आवश्यक सामग्री पृष्ठ फ़्रेम संख्या है।

व्याख्या:

पृष्ठन में, भौतिक स्मृति को निश्चित आकार के खंड में विभाजित किया जाता है जिसे पृष्ठ फ्रेम कहा जाता है और तार्किक स्मृति को निश्चित आकार के खंड में विभाजित किया जाता है जिसे पृष्ठ कहा जाता है जो फ्रेम के समान आकार के होते हैं। जब किसी प्रक्रिया को निष्पादित किया जाता है, तो उसके पृष्ठों को डिस्क से किसी भी असंबद्ध फ़्रेम में डाला जा सकता है।

पृष्ठन में, तार्किक पतों का भौतिक पतों पर मानचित्रण पृष्ठ स्तर पर किया जाता है।

• जब CPU एक तार्किक पता बनता है, तो इसे दो भागों में विभाजित किया जाता है: पृष्ठ संख्या और ऑफ़सेट
• पृष्ठ का आकार हमेशा 2 की घात में होता है।
• पता अनुवाद पृष्ठ तालिका (मानचित्रण तालिका) का उपयोग करके किया जाता है।
• यह प्रत्येक पृष्ठ को आवंटित फ्रेम संख्या को संग्रहीत करता है और पृष्ठ संख्या का उपयोग पृष्ठ तालिका के सूचकांक के रूप में किया जाता है।

जब CPU एक तार्किक पता बनाता है, तो वह पता MMU (स्मृति प्रबन्धक इकाई) को भेजा जाता है। MMU पृष्ठ टेबल में संबंधित पृष्ठ फ्रेम नंबर खोजने के लिए पृष्ठ नंबर का उपयोग करता है। पृष्ठ फ़्रेम संख्या यदि पृष्ठ के उच्च क्रम के अंत से जुड़ी है तो भौतिक पता बनाने के लिए ऑफ़सेट किया जाता है अर्थात स्मृति को भेजा जाता है।

क्रियाविधि यहाँ दिखायी गयी है: