Speicherverwaltung in der Informatik: Grundlagen und Techniken

Question 1

Wie unterscheiden sich Paging und Segmentierung?

Accepted Answer

Alle Aussagen sind zutreffend.

Answer

Paging verwendet Seiten fester Größe, während Segmentierung Segmente variabler Größe verwendet.

Answer

Paging teilt den Speicher logisch in Seiten auf, während die Segmentierung den Speicher logisch in Segmente aufteilt.

Answer

Beim Paging wird der Speicherzugriff über eine Seitentabelle gesteuert, während beim Segmentierungszugriff eine Segmenttabelle verwendet wird.

Question 2

Welcher Vorteil wird durch die Verwendung von Caching erreicht?

Accepted Answer

Verringerung der Zugriffszeit auf häufig verwendete Daten.

Answer

Verbesserung der Datenintegrität.

Answer

Reduzierung des erforderlichen Hauptspeichers.

Answer

Erhöhung der Sicherheit.

Question 3

Welche Aussage über Garbage Collection ist korrekt?

Accepted Answer

Gibt automatisch nicht mehr benötigten Speicher frei.

Answer

Wird vom Programmierer explizit aufgerufen.

Answer

Kann zu Laufzeitfehlern führen, wenn Speicher nicht rechtzeitig freigegeben wird.

Answer

Ist nur in höheren Programmiersprachen verfügbar.

Question 4

Was ist der Hauptunterschied zwischen Paging und Segmentierung?

Accepted Answer

Paging teilt den Speicher in gleich große Seiten auf, während die Segmentierung ihn in logische Einheiten aufteilt.

Answer

Segmentierung teilt den Speicher in gleich große Seiten auf, während Paging ihn in logische Einheiten aufteilt.

Answer

Paging und Segmentierung sind dasselbe.

Answer

Paging ist effizienter als Segmentierung.

Question 5

Was ist der Hauptzweck einer Speicherverwaltungseinheit (MMU)?

Accepted Answer

Übersetzung von virtuellen Adressen in physische Adressen.

Answer

Verwaltung des virtuellen Speichers.

Answer

Verhinderung von Speicherzugriffsverletzungen.

Answer

Isolierung von Prozessen voneinander.

Question 6

Was ist der Hauptunterschied zwischen physischem Speicher und virtuellem Speicher?

Accepted Answer

Physischer Speicher ist die tatsächliche Hardware, während virtueller Speicher ein abstraktes Konzept ist.

Answer

Virtueller Speicher ist die tatsächliche Hardware, während physischer Speicher ein abstraktes Konzept ist.

Answer

Physischer Speicher und virtueller Speicher sind dasselbe.

Answer

Virtueller Speicher ist schneller als physischer Speicher.

Question 7

In welcher Reihenfolge ist der Speicher in der Speicherhierarchie angeordnet, beginnend mit dem Speicher, der der CPU am nächsten liegt?

Accepted Answer

Cache-Speicher -> Hauptspeicher -> Sekundärspeicher -> Externer Speicher

Answer

Hauptspeicher -> Cache-Speicher -> Sekundärspeicher -> Externer Speicher

Answer

Sekundärspeicher -> Hauptspeicher -> Cache-Speicher -> Externer Speicher

Answer

Externer Speicher -> Sekundärspeicher -> Hauptspeicher -> Cache-Speicher

Question 8

Welche Paging-Technik unterteilt den virtuellen Speicher in Blöcke gleicher Größe, die Seiten genannt werden?

Accepted Answer

Einfache Paging

Answer

Umgekehrtes Paging

Answer

Segmentierte Paging

Answer

Gesegmentetes Paging

Question 9

Welcher Algorithmus wird verwendet, um die am seltensten verwendete Seite im Hauptspeicher zu identifizieren, die ersetzt werden soll?

Accepted Answer

Least Recently Used (LRU)

Answer

Most Recently Used (MRU)

Answer

First-In-First-Out (FIFO)

Answer

Least Frequently Used (LFU)

Question 10

Welcher Vorteil ergibt sich aus der Verwendung von segmentiertem Paging?

Accepted Answer

Kombination der Vorteile von Paging und Segmentierung

Answer

Verringerte Fragmentierung im Hauptspeicher

Answer

Verbesserte Sicherheit durch Isolierung von Benutzerprogrammen

Answer

Geringerer Overhead im Vergleich zur Verwendung von Paging oder Segmentierung allein

Question 11

Welche der folgenden Aussagen zur Speicherverwaltung in Betriebssystemen ist korrekt?

Accepted Answer

Alle der oben genannten.

Answer

Das Betriebssystem ist für die Verwaltung des gesamten physischen und virtuellen Speichers verantwortlich.

Answer

Das Betriebssystem verwendet Algorithmen zur effizienten Zuweisung von Speicherressourcen.

Answer

Das Betriebssystem isoliert Benutzerprogramme voneinander, um die Sicherheit zu gewährleisten.

Question 12

Welche Paging-Methode unterteilt den physischen Speicher in feste Blöcke gleicher Größe?

Accepted Answer

Einfaches Paging

Answer

Segmentierte Paging

Answer

Umgekehrtes Paging

Answer

Inverted Paging

Question 13

Welche Aufgabe übernimmt der Page Fault Handler?

Accepted Answer

Lädt die angeforderte Seite aus dem sekundären Speicher in den Hauptspeicher.

Answer

Generiert eine Fehlermeldung.

Answer

Aktualisiert die Paging-Tabelle.

Answer

Leert den Cache-Speicher.

Question 14

Welche Aussage zum virtuellen Speicher ist korrekt?

Accepted Answer

Ermöglicht Prozessen, mehr Speicher zu nutzen, als physisch vorhanden ist.

Answer

Eliminiert die Notwendigkeit von Paging.

Answer

Verbessert immer die Gesamtsystemleistung.

Answer

Erfordert keine spezielle Hardwareunterstützung.

Question 15

Was ist ein Hauptgrund für die Speicherfragmentierung?

Accepted Answer

Zuweisung und Freigabe von Speicher in unterschiedlichen Größen

Answer

Verschiebung von Seiten im Hauptspeicher

Answer

Verwendung von Stapelspeichern

Answer

Fehlende Seitentabellen

Question 16

Welches Speichermedium in der Speicherhierarchie zeichnet sich durch die kürzesten Zugriffszeiten aus?

Accepted Answer

Register

Answer

Festplatte

Answer

Arbeitsspeicher

Answer

Cache

Question 17

Welche Technik ermöglicht die Ausführung mehrerer Programme im Arbeitsspeicher, auch wenn ihr Gesamtumfang den physikalisch verfügbaren Speicher übersteigt?

Accepted Answer

Paging

Answer

Caching

Answer

Segmentierung

Answer

Multitasking

Question 18

Welche Programmiersprache bietet eine automatische Speicherbereinigung?

Accepted Answer

Java

Answer

C++

Answer

Python

Answer

C

Question 19

Welche Aufgabe übernimmt das Betriebssystem im Rahmen der Speicherverwaltung nicht?

Accepted Answer

Arbeitsspeicher für Gerätetreiber bereitstellen

Answer

Speicherplatz für Prozesse zuweisen

Answer

Speicherhierarchie verwalten

Answer

Nicht mehr benötigten Speicher freigeben

Question 20

Welche Ebene in der Speicherhierarchie befindet sich am nächsten zum Prozessor und bietet den schnellsten Zugriff auf Daten?

Accepted Answer

Cache

Answer

Hauptspeicher

Answer

Sekundärspeicher

Answer

Arbeitsspeicher

Question 21

Welche Speicherverwaltungstechnik ermöglicht es einem Betriebssystem, einen virtuellen Speicher zu adressieren, der größer ist als der physische Speicher des Computers?

Accepted Answer

Paging

Answer

Segmentation

Answer

Speicherzuweisung

Answer

Cache-Verwaltung

Question 22

Was geschieht, wenn ein Prozess versucht, auf eine Seite im virtuellen Speicher zuzugreifen, die sich nicht im Hauptspeicher befindet?

Accepted Answer

Eine Page-Fault-Exception wird ausgelöst.

Answer

Der Zugriff wird automatisch abgelehnt.

Answer

Die Seite wird aus dem Sekundärspeicher in den Hauptspeicher geladen.

Answer

Das Programm wird beendet.

Question 23

Nennen Sie einen Vorteil der Segmentierung im Vergleich zur Paging-Speicherverwaltungstechnik.

Accepted Answer

Flexible Zuweisung von Speicher an Prozesse

Answer

Verbesserte Speicherausnutzung

Answer

Höhere Ausführungsgeschwindigkeit

Answer

Geringerer Verwaltungsaufwand

Question 24

Welche Speicherverwaltungstechnik teilt den Hauptspeicher in logische Einheiten auf, die als Segmente bezeichnet werden?

Accepted Answer

Segmentation

Answer

Paging

Answer

Speicherzuweisung

Answer

Cache-Verwaltung

Question 25

Welcher der folgenden Speichertypen ist flüchtig, d. h. verliert seinen Inhalt, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird?

Accepted Answer

RAM

Answer

ROM

Answer

Festplatte

Answer

SSD

Question 26

Welche der folgenden Techniken wird eingesetzt, um Speicherfragmentierung zu reduzieren, indem sie den Speicher in kleinere Einheiten aufteilt, die als Seiten bezeichnet werden?

Accepted Answer

Paging

Answer

Segmentierung

Answer

Speicherbänke

Answer

Virtueller Speicher

Question 27

Welcher der folgenden Speicherverwaltungsalgorithmen teilt den Speicher in gleich große Blöcke auf und weist den ersten verfügbaren Block an eine Speicheranforderung zu?

Accepted Answer

First-Fit

Answer

Best-Fit

Answer

Worst-Fit

Answer

Least Recently Used (LRU)

Question 28

Welches der folgenden Konzepte wird verwendet, um den physischen Speicher virtuell zu erweitern, indem ein Teil der Festplatte als Speichererweiterung genutzt wird?

Accepted Answer

Virtueller Speicher

Answer

Paging

Answer

Segmentierung

Answer

Speicherbänke

Question 29

Welche der folgenden Aussagen über Speichercaches ist korrekt?

Accepted Answer

Sie speichern häufig verwendete Daten, um die Zugriffszeiten zu verkürzen.

Answer

Sie sind in der Regel teurer als der Hauptspeicher.

Answer

Sie sind immer größer als der Hauptspeicher.

Answer

Beides, (1) und (2)

Question 30

Welche der folgenden Aufgaben gehört NICHT zur Speicherverwaltung?

Accepted Answer

Verarbeitung von Daten

Answer

Freigabe von nicht mehr benötigtem Speicher

Answer

Optimierung der Speichernutzung

Answer

Zuweisung von Speicherplatz an Prozesse

Question 31

Welche Speicherverwaltungsstrategie wird verwendet, wenn die Größe des zugewiesenen Speichers nicht im Voraus bekannt ist?

Accepted Answer

Dynamische Speicherverwaltung

Answer

Statische Speicherverwaltung

Answer

Seitenbasierte Speicherverwaltung

Answer

Segmentierte Speicherverwaltung

Question 32

Welche Art von Speicher kann nur gelesen, aber nicht beschrieben werden?

Accepted Answer

ROM

Answer

RAM

Answer

CMOS

Answer

Flash-Speicher

Question 33

Welche der folgenden Komponenten führt die Seitentabelle?

Accepted Answer

Speicherverwaltungseinheit (MMU)

Answer

Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU)

Answer

Hauptspeicher

Answer

Cache

Question 34

Welche Technik wird verwendet, um den Zugriff mehrerer Prozesse auf gemeinsam genutzte Daten zu serialisieren?

Accepted Answer

Sperren

Answer

Semaphore

Answer

Signale

Answer

Nachrichtenübermittlung

Question 35

Welche der folgenden Aussagen zur segmentierten Speicherverwaltung ist korrekt?

Accepted Answer

Segmenttabellen werden verwendet, um den Speicherort von Segmenten nachzuverfolgen

Answer

Segmente werden einer festen Größe zugeordnet

Answer

Segmente können von mehreren Prozessen gemeinsam genutzt werden

Answer

Segmente müssen zusammenhängend im Hauptspeicher gespeichert werden

Question 36

Welche Speicherverwaltungsstrategie ermöglicht es einem Prozess, Speicher über seinen physisch zugewiesenen Anteil hinaus zu beanspruchen?

Accepted Answer

Paging

Answer

Segmentierung

Answer

Seitentabelle

Answer

Speicherzuweisung

Question 37

Welches Segmentregister hält die Basisadresse des Stapels?

Accepted Answer

SS

Answer

CS

Answer

DS

Answer

FS

Question 38

Welches Hauptziel verfolgt die Garbage Collection?

Accepted Answer

Freigabe nicht mehr benötigter Speicherbereiche

Answer

Reduzierung der Speicherfragmentierung

Answer

Beschleunigung des Speicherzugriffs

Answer

Gewährleistung der Datensicherheit

Question 39

Was beschreibt einen Seitenfehler?

Accepted Answer

Ein Zugriff auf eine Seite, die nicht im Arbeitsspeicher vorhanden ist

Answer

Ein Zugriff auf eine Seite, die schreibgeschützt ist

Answer

Ein Zugriff auf eine Seite, die ungültig ist

Answer

Ein Zugriff auf eine Seite, die von einem anderen Prozess verwendet wird

Question 40

Welche Aussage zum Heap-Speicher ist zutreffend?

Accepted Answer

Er wird von Programmen verwaltet.

Answer

Er steht unter der Verwaltung des Betriebssystems.

Answer

Er wird statisch zugewiesen.

Answer

Er kann nicht fragmentiert werden.

Question 41

Welche Aufgabe erfüllt ein Stack in der Speicherverwaltung?

Accepted Answer

Speicherung von lokalen Variablen und Funktionsaufrufen

Answer

Speicherung von globalen Variablen und Datenstrukturen

Answer

Speicherzuweisung für den Heap

Answer

Implementierung von Warteschlangen

Question 42

Was ist die grundlegende Unterscheidung zwischen logischer und physischer Adresse?

Accepted Answer

Logische Adressen sind für das Programm sichtbar, während physische Adressen für das Betriebssystem sichtbar sind.

Answer

Physische Adressen sind für das Programm sichtbar, während logische Adressen für das Betriebssystem sichtbar sind.

Answer

Logische Adressen sind virtuelle Adressen, während physische Adressen reale Adressen sind.

Answer

Physische Adressen sind virtuelle Adressen, während logische Adressen reale Adressen sind.

Question 43

Welche Speicherverwaltungstechnik ermöglicht die dynamische Zuweisung und Freigabe von Speicherblöcken beliebiger Größe?

Accepted Answer

Dynamische Speicherzuweisung

Answer

Seitenverwaltung

Answer

Segmentierung

Answer

Virtuelle Speicherverwaltung

Question 44

Was ist der primäre Vorteil der virtuellen Speicherverwaltung?

Accepted Answer

Erweiterte Speicherkapazität und verbesserter Speicherzugriff

Answer

Verbesserte Leistung

Answer

Vereinfachte Programmierung

Answer

Erhöhte Datensicherheit

Question 45

Welche Aussage beschreibt die Funktionsweise der FIFO-Strategie (First-In-First-Out) bei der Seitenersetzung?

Accepted Answer

Die am längsten nicht verwendete Seite wird als erste ersetzt

Answer

Die am häufigsten verwendete Seite wird als erste ersetzt

Answer

Eine zufällige Seite wird ersetzt

Answer

Die Seite mit den meisten Änderungen wird ersetzt

Question 46

Worin besteht der Unterschied zwischen einer physischen und einer virtuellen Adresse?

Accepted Answer

Physische Adressen referenzieren den Hauptspeicher, virtuelle Adressen den virtuellen Speicher.

Answer

Virtuelle Adressen referenzieren den Hauptspeicher, physische Adressen den virtuellen Speicher.

Answer

Physische und virtuelle Adressen sind identisch

Answer

Virtuelle Adressen sind länger als physische Adressen

Question 47

Welches Tool unterstützt die Analyse und Optimierung der Speicherverwaltung in Computersystemen?

Accepted Answer

Speicherprofiler

Answer

Debugger

Answer

Compiler

Answer

Editor

Question 48

Welche Datenstruktur wird in der dynamischen Speicherzuweisung zur Verwaltung freier Speicherblöcke verwendet?

Accepted Answer

Verkettete Liste

Answer

Hash-Tabelle

Answer

Baumstruktur

Answer

Graph

Question 49

Was ist die Aufgabe eines Garbage Collectors?

Accepted Answer

Erkennung und Freigabe nicht mehr referenzierter Objekte

Answer

Verwaltung des virtuellen Speichers

Answer

Optimierung der Seitenersetzung

Answer

Analyse der Speicherbelegung

Question 50

Welche Aussage zur Speicherverwaltung in eingebetteten Systemen ist zutreffend?

Accepted Answer

Eingebettete Systeme verfügen in der Regel über begrenzte Speicherressourcen, die effizient verwaltet werden müssen.

Answer

Eingebettete Systeme benötigen keine effiziente Speicherverwaltung.

Answer

Eingebettete Systeme verwenden immer virtuelle Speicherverwaltung.

Answer

Eingebettete Systeme haben keine Speicherverwaltungseinheit.

Question 51

Welche der folgenden Aussagen über den Hauptspeicher eines Computersystems ist korrekt?

Accepted Answer

Er ist flüchtig, d. h. Daten gehen verloren, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird.

Answer

Er ist nicht adressierbar, d. h. Daten können nicht direkt über Adressen abgerufen werden.

Answer

Er wird zur langfristigen Speicherung von Daten verwendet, wie z. B. Dokumenten oder Bildern.

Answer

Er hat eine unbegrenzte Kapazität und kann so viele Daten speichern, wie erforderlich sind.

Question 52

Welche Speicherverwaltungstechnik teilt den Hauptspeicher in feste Blöcke auf, die als Partitionen bezeichnet werden?

Accepted Answer

Partitionierung

Answer

Paging

Answer

Segmentierung

Answer

Virtuelle Speicherverwaltung

Question 53

Welche der folgenden ist eine häufige Ursache für Speicherfragmentierung?

Accepted Answer

Die dynamische Zuweisung von Speicher an Programme und Daten, wodurch ungleichmäßige Speicherblöcke entstehen.

Answer

Die Verwendung von statischen Datenstrukturen, die eine feste Speichergröße erfordern und nicht angepasst werden können.

Answer

Die Ausführung von Programmen mit einer großen Anzahl globaler Variablen, die viel Speicher belegen.

Answer

Die Implementierung virtueller Speichersysteme, die zu einer komplexeren Speicherverwaltung führen.

Question 54

Was ist eine TLB (Translation Lookaside Buffer)?

Accepted Answer

Ein Cache, der virtuelle Speicheradressen in physische Speicheradressen übersetzt und so die Zugriffszeit auf Daten verbessert.

Answer

Ein Hardware-Mechanismus, der den Hauptspeicher in Segmente unterteilt und den Zugriff auf verschiedene Speicherbereiche verwaltet.

Answer

Eine Datenstruktur, die Speicherzuweisungen verwaltet und ungenutzten Speicher identifiziert.

Answer

Ein Algorithmus, der Speicherfragmentierung erkennt und umkehrt, indem Speicherblöcke neu angeordnet werden.

Question 55

Welche der folgenden Speicherverwaltungstechniken ermöglicht es, den Hauptspeicher für alle Prozesse gleichzeitig zu nutzen?

Accepted Answer

Virtuelle Speicherverwaltung

Answer

Paging

Answer

Seitenverwaltung

Answer

Segmentierung

Question 56

Was ist die Hauptfunktion eines TLB (Translation Lookaside Buffer)?

Accepted Answer

Beschleunigung der Übersetzung von virtuellen in physische Speicheradressen

Answer

Verhinderung von Seitenfehlern

Answer

Speicherung von Informationen zu häufig ausgetauschten Seiten

Question 57

Was ist die Aufgabe eines Page Fault Handlers?

Accepted Answer

Zuweisung einer physischen Seite für eine virtuell referenzierte Seite, die nicht im Hauptspeicher vorhanden ist

Answer

Austausch von Seiten zwischen Hauptspeicher und Massenspeicher

Question 58

Welches Betriebssystemkonzept ermöglicht es Prozessen, auf virtuelle Speicheradressen zuzugreifen, während physische Adressen vom Betriebssystem verwaltet werden?

Accepted Answer

Virtuelle Adressierung

Answer

Speicherschutz

Answer

Speicherzuweisung

Answer

Prozesssynchronisation

Question 59

Welcher Hauptvorteil ergibt sich aus der Segmentierung im Vergleich zur Paging-Speicherverwaltung?

Accepted Answer

Flexiblere Speicherzuweisung

Answer

Geringerer Speicherbedarf

Answer

Erhöhte Sicherheit

Answer

Verbesserte Speicherlokalität

Question 60

Was ist die Funktion eines Garbage Collectors in der Speicherverwaltung?

Accepted Answer

Automatische Freigabe von nicht mehr referenziertem Speicher

Answer

Zuweisung von Speicher für neue Objekte

Answer

Verwaltung des virtuellen Speichers

Question 61

Welche Speicherverwaltungsmethode unterteilt den Speicher in Abschnitte unterschiedlicher Größe, die dynamisch zugewiesen werden können?

Accepted Answer

Dynamische Partitionierung

Answer

Feste Partitionierung

Answer

Seitenverwaltung

Answer

Segmentspeicherung

Question 62

Welcher Prozess teilt den physischen Speicher in kleinere, feste Einheiten auf?

Accepted Answer

Partitionierung

Answer

Segmentierung

Answer

Swapping

Answer

Paging

Question 63

Welche Technik ermöglicht es, Prozesse vorübergehend aus dem Arbeitsspeicher auf die Festplatte auszulagern?

Accepted Answer

Swapping

Answer

Segmentierung

Answer

Partitionierung

Answer

Paging

Question 64

Welches Speicherverwaltungskonzept unterteilt den Speicher in variable Größenblöcke, die als Segmente bezeichnet werden?

Accepted Answer

Segmentierung

Answer

Swapping

Answer

Paging

Answer

Partitionierung