【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 167。 分頁(yè)管理 ? 在分頁(yè)系統(tǒng)中，允許將進(jìn)程的各頁(yè)離散地裝入內(nèi)存的任何空閑塊中，這樣就出現(xiàn)進(jìn)程頁(yè)號(hào)連續(xù)，而塊號(hào)不連續(xù)的情況。為了找到每個(gè)頁(yè)面在內(nèi)存中對(duì)應(yīng)的物理塊，系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程設(shè)立一張頁(yè)面映射表，簡(jiǎn)稱 頁(yè)表。 ? 進(jìn)程的所有頁(yè)依次在頁(yè)表中有一個(gè)頁(yè)表項(xiàng)，其中記載了相應(yīng)頁(yè)面在內(nèi)存中對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)。進(jìn)程執(zhí)行時(shí)，按照邏輯地址中的頁(yè)號(hào)查找頁(yè)表中對(duì)應(yīng)的項(xiàng)，找到該頁(yè)在內(nèi)存中物理塊號(hào)。 ? 頁(yè)表的作用就是實(shí)現(xiàn)頁(yè)號(hào)到物理塊號(hào)的地址映射。 167。 分頁(yè)管理 地址映射 設(shè)頁(yè)長(zhǎng)為 1K， 程序地址字長(zhǎng)為 16位，用戶程序空間和頁(yè)表如圖。 167。 分頁(yè)管理 例題與習(xí)題： 例 51：設(shè)有 8頁(yè)的邏輯地址空間，每頁(yè)有 1024個(gè)字節(jié)，它們被映射到 32塊的的物理存儲(chǔ)區(qū)，那么邏輯地址的有效為是多少，物理地址至少多少位？ 例 52：在一分頁(yè)系統(tǒng)中，邏輯地址的長(zhǎng)度為 16位，頁(yè)面大小為 4096字節(jié)，現(xiàn)有一邏輯地址 2F6AH，且第 0、 2頁(yè)依次存放在物理塊 11中，問相應(yīng)的物理地址是多少？ 例 53：在某分頁(yè)系統(tǒng)，主存的容量為 64K，頁(yè)面的大小為 1K，對(duì)于一個(gè) 4頁(yè)大的作業(yè)，其 0、 3頁(yè)分別被分配到主存的 7塊中，試將十進(jìn)制的邏輯地址 102 2500、3500和 4500轉(zhuǎn)化成物理地址。 167。 分頁(yè)管理 ? 快表和聯(lián)想寄存器 ? 由于頁(yè)表是駐留在內(nèi)存的某個(gè)固定區(qū)域中，而取數(shù)據(jù)或指令又必須經(jīng)過頁(yè)表變換才能得到實(shí)際物理地址。因此，取一個(gè)數(shù)據(jù)或指令至少要訪問內(nèi)存兩次以上。一次訪問頁(yè)表以確定所取數(shù)據(jù)或指令的物理地址，另一次是根據(jù)地址取數(shù)據(jù)或指令，這比通常執(zhí)行指令的速度慢了一倍。 ? 解決這個(gè)問題的一種方法是把頁(yè)表放在一組快速存儲(chǔ)器中（ Cache） ， 從而加快訪問內(nèi)存的速度 。 我們把這種快速存儲(chǔ)器組成的頁(yè)表稱為 快表 ， 把存放在內(nèi)存中的頁(yè)表稱為慢表 。快表又叫相聯(lián) (聯(lián)想 )存儲(chǔ)器 （ associative memory） 。 167。 分頁(yè)管理 ? 關(guān)于聯(lián)想寄存器的討論 : 一個(gè)程序可能會(huì)很大 ， 如 1M， 若頁(yè)長(zhǎng)為 1K， 則該程序有 1000個(gè)頁(yè) ， 則該程序的頁(yè)表就需要 1000個(gè)表項(xiàng) ， 當(dāng)程序更大時(shí) ， 頁(yè)表會(huì)更大 ， 那么我們應(yīng)該有一個(gè)多大的快速存儲(chǔ)器才能滿足要求呢 ？ 這會(huì)遇到兩個(gè)問題： – 可能快速存儲(chǔ)器多大都是不夠的 ， 因?yàn)槌绦蚩赡軙?huì)更大 。 – 快速存儲(chǔ)器是非常非常昂貴的。 實(shí)際上我們并不需要一個(gè)很大的快速存儲(chǔ)器，有一個(gè)能存放 16個(gè)頁(yè)表表目的快速存儲(chǔ)器就夠了 。 167。 分頁(yè)管理 例題 : 假定訪問主存時(shí)間為 100毫微秒 ， 訪問相聯(lián)存儲(chǔ)器時(shí)間為 20毫微秒 ， 相聯(lián)存儲(chǔ)器為 32個(gè)單元時(shí)快表命中率可達(dá)90%， 按邏輯地址存取的平均時(shí)間為： （ 100＋ 20） 90%＋ (100+100+20) (190%)＝ 130毫微秒 比兩次訪問主存的時(shí)間 100毫微秒 2＝ 200毫微秒下降了四成多 。 p’ 頁(yè)表 地址越界 l 比較 P=1 p p’ . . . 快表 b + 頁(yè)號(hào) p 頁(yè)內(nèi)地址 d P’ d 物理地址 頁(yè)表地址寄存器 頁(yè)表長(zhǎng)度寄存器 邏輯地址 167。 分頁(yè)管理 頁(yè)表的結(jié)構(gòu) ? CPU具有 32位地址時(shí) ,使用 232邏輯地址空間的分頁(yè)系統(tǒng) ,規(guī)定頁(yè)面 4KB時(shí) ,每個(gè)進(jìn)程頁(yè)表的表項(xiàng)有 1兆 (220)個(gè) ,若表項(xiàng)占用 4個(gè)字節(jié) ,則每個(gè)進(jìn)程需要占用 4KB連續(xù)內(nèi)存空間存放頁(yè)表。 ? 多級(jí)頁(yè)表概念：頁(yè)表和頁(yè)面一樣也進(jìn)行分頁(yè)，內(nèi)存僅存放當(dāng)前使用的頁(yè)表 ,暫時(shí)不用部分放在磁盤上 ,待用到時(shí)再行調(diào)進(jìn)。 ? 具體做法：把整個(gè)頁(yè)表進(jìn)行分頁(yè) ,分成一張張小頁(yè)表 (稱為頁(yè)表頁(yè) ) ,小頁(yè)表的大小與頁(yè)框相同，為進(jìn)行索引查找 ,應(yīng)該為這些小頁(yè)表建一張頁(yè)目錄表 ,其表項(xiàng)指出小頁(yè)表所在頁(yè)框號(hào)及相關(guān)信息。 167。 分頁(yè)管理 ? 系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程建一張頁(yè)目錄表 ,它的每個(gè)表項(xiàng)對(duì)應(yīng)一個(gè)頁(yè)表頁(yè) ,而頁(yè)表頁(yè)的每個(gè)表項(xiàng)給出了頁(yè)面和頁(yè)框的對(duì)應(yīng)關(guān)系 ,頁(yè)目錄表是一級(jí)頁(yè)表 ,頁(yè)表頁(yè)是二級(jí)頁(yè)表。 ? 邏輯地址結(jié)構(gòu)有三部分組成：頁(yè)目錄、頁(yè)表頁(yè)和位移。 167。 分頁(yè)管理 ? 在具有兩級(jí)頁(yè)表結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，地址轉(zhuǎn)換的方法是：利用外層頁(yè)號(hào) p1檢索外層頁(yè)表，從中找到相應(yīng)內(nèi)層頁(yè)表的基址，在利用 p2作為該內(nèi)層頁(yè)表的索引，找到該頁(yè)面在內(nèi)存的塊號(hào)，用該塊號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址 d拼接起來(lái)形成訪問物塊內(nèi)存的物理地址。 167。 分頁(yè)管理 頁(yè)面的共享 ? 設(shè)想一下這樣的系統(tǒng)，有 40個(gè)用戶，每個(gè)用戶都執(zhí)行一個(gè)文本編輯器。如果文本編輯器有 150KB代碼段和 50KB數(shù)據(jù)段，需要 8000KB來(lái)支持 40個(gè)用戶。 ? 如果代碼是可重入代碼，那么就可以共享?？芍厝氪a（或純代碼）是在其執(zhí)行過程中本身不做任何修改的代碼，通常由指令和常數(shù)組成。 ? 共享頁(yè)面時(shí)只需要在物理內(nèi)存中保存一個(gè)編輯器的拷貝。每個(gè)用戶的頁(yè)表映射到編輯器的同一物理拷貝，而數(shù)據(jù)頁(yè)映射到不同的幀。 167。 分頁(yè)管理 167。 分段存儲(chǔ)管理 分段存儲(chǔ)管理的基本原理 ? 用戶程序劃分：按程序自身的邏輯關(guān)系劃分為若干個(gè)程序段，每個(gè)程序段都有一個(gè)段名，且有一個(gè)段號(hào)。段號(hào)從 0開始，每一段段內(nèi)也從 0開始編址，段內(nèi)地址是連續(xù)的。 ? 邏輯地址： 段號(hào) 段內(nèi)地址 ? 內(nèi)存劃分：內(nèi)存空間被動(dòng)態(tài)的劃分為若干個(gè)長(zhǎng)度不相同的區(qū)域，稱為物理段，每個(gè)物理段由起始地址和長(zhǎng)度確定。 ? 內(nèi)存分配：以段為單位分配內(nèi)存，每一個(gè)段在內(nèi)存中占據(jù)連續(xù)空間（內(nèi)存隨機(jī)分割，需要多少分配多少），但各段之間可以不連續(xù)存放。 167。 分段存儲(chǔ)管理 . . . 0 S 工作區(qū)段 [B] 主程序段 [M] . . . . . . 0 E P 子程序段 [X] 0 K . . . CALL [X] [E] . . . . . . . . . CALL [Y] [F] CALL [A] 116 . . . . . . 0 F L 子程序段 [Y] 0 116 N 數(shù)組 [A] 12345 . . . 167。 分段存儲(chǔ)管理 分段存儲(chǔ)管理的地址映射 167。 分段存儲(chǔ)管理 ?分段存儲(chǔ)存