【文章內(nèi)容簡介】 167。 分頁管理 ? 在分頁系統(tǒng)中，允許將進程的各頁離散地裝入內(nèi)存的任何空閑塊中，這樣就出現(xiàn)進程頁號連續(xù)，而塊號不連續(xù)的情況。為了找到每個頁面在內(nèi)存中對應的物理塊，系統(tǒng)為每個進程設立一張頁面映射表，簡稱 頁表。 ? 進程的所有頁依次在頁表中有一個頁表項，其中記載了相應頁面在內(nèi)存中對應的物理塊號。進程執(zhí)行時，按照邏輯地址中的頁號查找頁表中對應的項，找到該頁在內(nèi)存中物理塊號。 ? 頁表的作用就是實現(xiàn)頁號到物理塊號的地址映射。 167。 分頁管理 地址映射 設頁長為 1K， 程序地址字長為 16位，用戶程序空間和頁表如圖。 167。 分頁管理 例題與習題： 例 51：設有 8頁的邏輯地址空間，每頁有 1024個字節(jié)，它們被映射到 32塊的的物理存儲區(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：在一分頁系統(tǒng)中，邏輯地址的長度為 16位，頁面大小為 4096字節(jié)，現(xiàn)有一邏輯地址 2F6AH，且第 0、 2頁依次存放在物理塊 11中，問相應的物理地址是多少？ 例 53：在某分頁系統(tǒng)，主存的容量為 64K，頁面的大小為 1K，對于一個 4頁大的作業(yè)，其 0、 3頁分別被分配到主存的 7塊中，試將十進制的邏輯地址 102 2500、3500和 4500轉化成物理地址。 167。 分頁管理 ? 快表和聯(lián)想寄存器 ? 由于頁表是駐留在內(nèi)存的某個固定區(qū)域中，而取數(shù)據(jù)或指令又必須經(jīng)過頁表變換才能得到實際物理地址。因此，取一個數(shù)據(jù)或指令至少要訪問內(nèi)存兩次以上。一次訪問頁表以確定所取數(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。 ? 解決這個問題的一種方法是把頁表放在一組快速存儲器中（ Cache） ， 從而加快訪問內(nèi)存的速度 。 我們把這種快速存儲器組成的頁表稱為 快表 ， 把存放在內(nèi)存中的頁表稱為慢表 ?？毂碛纸邢嗦?lián) (聯(lián)想 )存儲器 （ associative memory） 。 167。 分頁管理 ? 關于聯(lián)想寄存器的討論 : 一個程序可能會很大 ， 如 1M， 若頁長為 1K， 則該程序有 1000個頁 ， 則該程序的頁表就需要 1000個表項 ， 當程序更大時 ， 頁表會更大 ， 那么我們應該有一個多大的快速存儲器才能滿足要求呢 ？ 這會遇到兩個問題： – 可能快速存儲器多大都是不夠的 ， 因為程序可能會更大 。 – 快速存儲器是非常非常昂貴的。 實際上我們并不需要一個很大的快速存儲器，有一個能存放 16個頁表表目的快速存儲器就夠了 。 167。 分頁管理 例題 : 假定訪問主存時間為 100毫微秒 ， 訪問相聯(lián)存儲器時間為 20毫微秒 ， 相聯(lián)存儲器為 32個單元時快表命中率可達90%， 按邏輯地址存取的平均時間為： （ 100＋ 20） 90%＋ (100+100+20) (190%)＝ 130毫微秒 比兩次訪問主存的時間 100毫微秒 2＝ 200毫微秒下降了四成多 。 p’ 頁表 地址越界 l 比較 P=1 p p’ . . . 快表 b + 頁號 p 頁內(nèi)地址 d P’ d 物理地址 頁表地址寄存器 頁表長度寄存器 邏輯地址 167。 分頁管理 頁表的結構 ? CPU具有 32位地址時 ,使用 232邏輯地址空間的分頁系統(tǒng) ,規(guī)定頁面 4KB時 ,每個進程頁表的表項有 1兆 (220)個 ,若表項占用 4個字節(jié) ,則每個進程需要占用 4KB連續(xù)內(nèi)存空間存放頁表。 ? 多級頁表概念：頁表和頁面一樣也進行分頁，內(nèi)存僅存放當前使用的頁表 ,暫時不用部分放在磁盤上 ,待用到時再行調(diào)進。 ? 具體做法：把整個頁表進行分頁 ,分成一張張小頁表 (稱為頁表頁 ) ,小頁表的大小與頁框相同，為進行索引查找 ,應該為這些小頁表建一張頁目錄表 ,其表項指出小頁表所在頁框號及相關信息。 167。 分頁管理 ? 系統(tǒng)為每個進程建一張頁目錄表 ,它的每個表項對應一個頁表頁 ,而頁表頁的每個表項給出了頁面和頁框的對應關系 ,頁目錄表是一級頁表 ,頁表頁是二級頁表。 ? 邏輯地址結構有三部分組成：頁目錄、頁表頁和位移。 167。 分頁管理 ? 在具有兩級頁表結構的系統(tǒng)中，地址轉換的方法是：利用外層頁號 p1檢索外層頁表，從中找到相應內(nèi)層頁表的基址，在利用 p2作為該內(nèi)層頁表的索引，找到該頁面在內(nèi)存的塊號，用該塊號和頁內(nèi)地址 d拼接起來形成訪問物塊內(nèi)存的物理地址。 167。 分頁管理 頁面的共享 ? 設想一下這樣的系統(tǒng)，有 40個用戶，每個用戶都執(zhí)行一個文本編輯器。如果文本編輯器有 150KB代碼段和 50KB數(shù)據(jù)段，需要 8000KB來支持 40個用戶。 ? 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。 ? 共享頁面時只需要在物理內(nèi)存中保存一個編輯器的拷貝。每個用戶的頁表映射到編輯器的同一物理拷貝，而數(shù)據(jù)頁映射到不同的幀。 167。 分頁管理 167。 分段存儲管理 分段存儲管理的基本原理 ? 用戶程序劃分：按程序自身的邏輯關系劃分為若干個程序段，每個程序段都有一個段名，且有一個段號。段號從 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 段內(nèi)地址 ? 內(nèi)存劃分：內(nèi)存空間被動態(tài)的劃分為若干個長度不相同的區(qū)域，稱為物理段，每個物理段由起始地址和長度確定。 ? 內(nèi)存分配：以段為單位分配內(nèi)存，每一個段在內(nèi)存中占據(jù)連續(xù)空間（內(nèi)存隨機分割，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。 分段存儲管理 分段存儲管理的地址映射 167。 分段存儲管理 ?分段存儲存