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  • 结合操作系统(汤子瀛版)和王道版操作系统,对内存管理分页存储管理方式的地址转换进行整理总结(即根据逻辑地址寻找物理地址) 一、基本概念 1.逻辑地址:(工具书的解释) (1)在有地址变换功能的...

    结合操作系统(汤子瀛版)和王道版操作系统,对内存管理中,分页存储管理方式的地址转换进行整理总结(即根据逻辑地址寻找物理地址)

    一、基本概念

    1.逻辑地址:(工具书中的解释)

    (1)在有地址变换功能的计算机中,访问指令给出的地址 (操作数) 叫逻辑地址,也叫相对地址

    (2)把用户程序中使用的地址称为相对地址即逻辑地址。

    :逻辑地址包含页号和页内偏移两部分,通过页内偏移的位数可以知道页面的大小。(在题目中,有时会给出十进制的数)

    2.物理地址:在存储器里以字节为单位存储信息,为正确地存放或取得信息,每一个字节单元给以一个唯一的存储器地址

    :物理地址包含页帧号和页内偏移两部分,根据逻辑地址查找页表即可找到在内存中的页帧号,物理地址中的页内偏移同逻辑地址中的相同。

    3.页、页帧(页框)、块

    分页的思想:把主存空间分为大小相等且固定的块,块相对较小,作为主存的基本单位。进程中的块称为页,内存中称为页帧(页框),外存中直接称为块。

    4.页表、页表项

    (1)为了方便找到每个页号在内存中对应的物理块,系统为每一个进程建立一张页表。 注意是为每个进程建立一张页表。

    (2)页表中的每一项叫做页表项。

    注:根据页号的位数可以算出页表项数,根据页表项的大小和页表项数可以算出页表的大小。

    例:若页号有20位,页表项大小为4B,则页表大小为2的20次方*4B=4MB。题目中页表项大小一般会给出。

    注:注意区分页表长度和页表项长度

    (1)页表长度:页表中共有多少页

    (2)页表项长度:在页表中页地址占多大的存储空间

    5.页表寄存器

    在系统中通常设置一个页表寄存器,存放页表在内存中的始址F和页表长度M。进程未执行时,页表的始址和长度存放在进程控制块中,当进程执行时,才将页表始址和长度存入页表寄存器。

    二、地址转换(根据逻辑地址求出在内存中的物理地址)

    1.根据逻辑地址可找出页号

    (1 )若逻辑地址由二进制表示,根据页号位数(或逻辑地址位数-页内偏移位数)即可确定。

    (2)若逻辑地址由十进制表示,需要根据页号位数算出页号

    例:若逻辑地址为4000,当页内偏移为10位时,页号为4000/1k=3,当页内偏移为11位时,页号为4000/2k=1。

    2.判断是否越界

    比较页号和页表寄存器中的页表长度,若页号不在查找的页表中,越界中断。

    3.在页表中找出页号对应的物理块号

    页号对应的页表项地址=页号*页表项长度+页表起始地址

    4.求出在内存中的物理地址

    (1)在页表中找到页号对应的块号

    (2)块内偏移=页内偏移

    三、题目求解

    1.页面大小

    通过页内偏移的位数可以知道页面的大小

    2.页表大小

    页表长度*页表项大小

    3.根据十进制的逻辑地址求出页号在页表中的物理地址

    (1)页号的求法见上面(二、1)

    (2)页号求出后加上页表起始地址即可

    4.求物理地址

    参考二(地址转换)

    5.未完待续。。。

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    【例1】考虑一个由8个页面,每页有1024个字节组成的逻辑空间,把它装入到有32个物理块的存储器中,问:

      (1)逻辑地址需要多少二进制位表示?

      (2)物理地址需要多少二进制位表示?

     

      它由两个部分组成:前一部分表示该地址所在页面的页号p;后一部分表示页内地址(页内位移)d。页号的地址位数决定了页的多少,假设页号有20位,则地址空间中最多可容纳的页面数为220,即1MB个页面。页内地址位数确定了每页的大小,若页内地址为12位,则每页大小为212,即2KB。

      同理,物理地址中块号的地址位数决定了块的数量。由于页式存储管理内存空间块的大小与页面大小相同,所以物理地址中块内地址与逻辑地址中的页内地址位数相同。

      解因为页面数为8=23,故需要3位二进制数表示。每页有1024个字节,1024=210,于是页内地址需要10位二进制数表示。32个物理块,需要5位二进制数表示(32=25)。

      (1)页的逻辑地址由页号和页内地址组成,所以需要3+10=13位二进制数表示。

      (2)页的物理地址由块号和页内地址的拼接,所以需要5+10=15位二进制数表示。

       

      【例2】若在一分页存储管理系统中,某作业的页表如下所示。已知页面大小为1024字节,试将逻辑地址1011,2148,4000,5012转化为相应的物理地址。

    页号

    块号

    0

    1

    2

    3

    2

    3

    1

    6

      分析页式存储管理的地址结构是一维的,即逻辑地址(或物理地址)只用一个数值即可表示。若给定逻辑地址A,页面的大小为L,则页号p和页内地址d可按照下式求得:

      p=int [A/L]d=A mod L

      其中,int是取整函数(取数值的整数部分),mod是取余函数(取数值的余数部分)。

       

      

       

      页表的作用是实现从页号到物理块号的地址映射。以逻辑地址的页号检索页表,得到该页的物理块号;同时将页内地址d直接送入物理地址寄存器的块内地址字段中。这样物理块号和块内地址拼接成了实际访问内存的地址,从而完成了从逻辑地址到物理地址的转换。

      所以物理地址的计算公式为:

      物理地址=块的大小(即页的大小L)′块号f+页内地址d

      解本题中,为了描述方便,设页号为p,页内位移为d,则:

      (1)对于逻辑地址1011,p=int(1011/1024)=0,d=1011 mod 1024=1011。查页表第0页在第2块,所以物理地址为1024′2+1011=3059。

      (2)对于逻辑地址2148,p=int(2148/1024)=2,d=2148 mod 1024=100。查页表第2页在第1块,所以物理地址为1024+100=1124。

      (3)对于逻辑地址4000,p=int(4000/1024)=3,d=4000 mod 1024=928。查页表第3页在第6块,所以物理地址为1024′6+928=7072。

      (4)对于逻辑地址5012,p=int(5012/1024)=4,d=5012 mod 1024=916。因页号超过页表长度,该逻辑地址非法。

       

      【例3】某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面,每页为1KB,内存为16KB。假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物理块号的对照表如下:

    页号

    物理块号

    0

    5

    1

    10

    2

    4

    3

    7

      则逻辑地址0A5C(H)所对应的物理地址是什么?

      分析页式存储管理的逻辑地址分为两部分:页号和页内地址。

      由已知条件“用户编程空间共32个页面”,可知页号部分占5位;由“每页为1KB”,1K=210,可知内页地址占10位。由“内存为16KB”,可知有16块,块号为4位。

      逻辑地址0A5C(H)所对应的二进制表示形式是:000 1010 0101 1100,根据上面的分析,下划线部分为页内地址,编码“000 10”为页号,表示该逻辑地址对应的页号为2。查页表,得到物理块号是4(十进制),即物理块地址为:01 00 ,拼接块内地址10 0101 1100,得01 0010 0101 1100,即125C(H)。

      解逻辑地址0A5C(H)所对应的物理地址是125C(H)。

    转载于:https://www.cnblogs.com/Kobe10/p/5673520.html

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  • 文章目录0.思维导图1.页表寄存器地址变换过程2.对页表项大小的进一步讨论 0.思维导图 1.页表寄存器 地址变换过程 一道例题加深印象: 2.对页表项大小的进一步讨论 参考:《王道操作系统》 ...


    0.思维导图

    在这里插入图片描述

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    1.页表寄存器

    在这里插入图片描述

    地址变换过程

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    一道例题加深印象:
    在这里插入图片描述

    2.对页表项大小的进一步讨论

    在这里插入图片描述
    参考:《王道操作系统》

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  • 详述在设有快表的请求分页存储管理系统中,一个虚地址转换成物理内存地址的过程。 first() {//检索快表 if(找到) { 修改页表项访问位 if(是写指令) { 修改位置为"1"; } use(物理地址&&页...

    详述在设有快表的请求分页存储管理系统中,一个虚地址转换成物理内存地址的过程。

    first()
    {//检索快表
    	if(找到)
    	{
    		修改页表项访问位
    			if(是写指令)
    			{
    				修改位置为"1";
    					
    			}
    			use(物理地址&&页内地址)
    			{
    				形成物理地址
    			}
    	}
    	else
    	{//未找到
    		内存中查找页表查看其状态位从而知道是否调入内存
    			if(该页已调入内存)
    			{
    				页表项写入快表
    					if(快表已满)
    					{
    						调入算法确定换出页,并将此页表项写入快表
    					}
    			}
    			else
    			{//尚未调入内存
    				发生缺页中断
    					从外存将该页调入内存
    					
    			}
    			
    	}
    }


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