【文章內(nèi)容簡介】 存器中的頁表始址和頁號計(jì)算出該頁在頁表項(xiàng)中的位置，得到該頁的物理塊號，將此物理塊號裝入物理地址寄存器中。 ? 與此同時，將有效地址（邏輯地址）寄存器中頁內(nèi)地址直接裝入物理地址寄存器的塊內(nèi)地址字段中，這樣便完成了從邏輯地址到物理地址的變換。 變換過程描述： 2022/2/17 92 基本地址變換舉例 (每頁 1KB(1024) ) 越界中斷 頁表寄存器 邏輯地址 2500 頁號 塊 號 0 1 2 5*1024+452 物理地址 5572 塊號 5 塊內(nèi)地址 452 頁 號 2 頁內(nèi)地址 452 頁表始址頁表長度 ﹥ 2 4 5 2022/2/17 93 在請求分頁存儲管理方案中 ， 若某用戶空間為 16個頁面 ， 頁長 1KB， 現(xiàn)有頁表如下 ， 則 邏輯地址 0A1F（ H） 所對應(yīng)的 物理地址為 （ ） 。 0 1 1 5 2 3 3 7 4 2 A． 0E1F（ H） B． 031F（ H） C． 0A1F（ H） D． 021F（ H） 隨堂練習(xí)題： 答案為： A 2022/2/17 94 2. 具有快表的地址變換機(jī)構(gòu) 由于頁表是存放在內(nèi)存中的，這使 CPU每次要存取一個 數(shù)據(jù)時 ，都要 兩次 訪問內(nèi)存。 為了提高地址變換速度，可在地址變換機(jī)構(gòu)中，增設(shè)一 個特殊高速緩沖存儲器，又稱為 “ 聯(lián)想存儲器 ” ,或稱為 “ 快表 ” . 2022/2/17 95 具有快表的地址變換機(jī)構(gòu) ? 地址變換過程： ? 在 CPU給出有效地址后，地址變換機(jī)構(gòu)自動地將頁號送入高速緩存，確定所需要的頁是否在快表中。 ? 若是，則直接讀出該頁所對應(yīng)的物理塊號，送入物理地址寄存器； ? 若在快表中未找到對應(yīng)的頁表項(xiàng)，則需再訪問內(nèi)存中的頁表，找到后，把從頁表中讀出的頁表項(xiàng)存入快表中的一個寄存器單元中，以取代一個舊的頁表項(xiàng)。 2022/2/17 96 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 地址映射機(jī)制 2022/2/17 97 具有快表的地址變換機(jī)構(gòu) ? 由于成本的原因，快表不可能做得很大，通常只能存放16~512個頁表項(xiàng)。例如，在 Intel80486中有 32個。這對中、小型作業(yè)來說，已可能把全部頁表項(xiàng)放入快表中；但對于大型作業(yè)來說，則只能將一部分頁表放入快表中。 ? 由于對程序和數(shù)據(jù)的訪問往往帶有局限性，所以快表的命中率可以達(dá)到 80%～ 90%。 2022/2/17 98 分頁存儲管理的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：解決了碎片問題 便于管理 缺點(diǎn)：不易實(shí)現(xiàn)共享 不便于動態(tài)連接 2022/2/17 99 隨堂練習(xí)題： ? 一具有快表的分頁系統(tǒng)中，邏輯地址訪問內(nèi)存的時間是 100毫秒，訪問快表的時間是20毫秒。問：設(shè)從快表中找到所需頁表項(xiàng)的概率為 85%，計(jì)算 CPU 存取一個數(shù)據(jù)時的有效訪問時間。 參考答案： 【 20 +（ 100+20） 】 +100 返回 2022/2/17 100 兩級和多級頁表 引子 : 每個進(jìn)程的頁表項(xiàng)很多 ,而且必須為頁表分配連續(xù)的存儲空間 . 解決方法 : (1)采用離散分配方式 (2)只將當(dāng)前需要的部分頁表項(xiàng)調(diào)入內(nèi)存 2022/2/17 101 ? 兩級頁表系統(tǒng)將 32位邏輯地址空間的地址分成 三段： 其中，頁表目錄號（外層頁號 p1）和頁號（外層頁 內(nèi)地址 p2）兩項(xiàng)各占 10位，偏移量（頁內(nèi)地址 d）占 12位。 2022/2/17 102 兩級頁表機(jī)制 31 22 21 12 11 0 外層頁表 頁表 物理地址 外層頁號 p1 外層頁內(nèi)地址 p2 頁內(nèi)地址 d 外層頁表寄存器 + + b d 邏輯地址結(jié)構(gòu) 2022/2/17 103 頁目錄地址 目錄位移 頁表位移 頁位移 邏輯地址 頁表地址 . . . 頁目錄（每進(jìn)程一個） 塊號 . . . 頁表 代碼或數(shù)據(jù) . . . 內(nèi)存塊 二級頁表結(jié)構(gòu)及地址映射 + + 2022/2/17 104 兩級頁表機(jī)制圖 第 0頁頁表（物理塊號 10） 內(nèi) 存 0 1 0 ┇ 1 1023 2 第 1頁頁表（物理塊號 25） 0 1 ┇ 1023 第 N頁頁表（物理塊號 120） 0 1 外層頁 表 ┇ 1023 10 25 120 12 14 32 35 151 152 0 1 …… 12 13 14 …… 32 33 34 35 …… 151 152 …… 返回 2022/2/17 105 基本分段存儲管理方式 P135 分頁存儲管理的主要動力，是提高內(nèi)存利用率； 分段存儲管理方式的引入，則為了滿足用戶在編程和使用上多方面的要求。 概 述 2022/2/17 106 本節(jié)主要內(nèi)容： 分段存儲管理方式的引入 分段系統(tǒng)的基本原理 信息共享 段頁式存儲管理方式 2022/2/17 107 本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)： 了解分段存儲管理方式引入的原因； 掌握分段系統(tǒng)的基本原理：什么是分段；分段 地址中的地址結(jié)構(gòu)；段表的表示；分段地址變 換機(jī)構(gòu) 掌握什么是 “ 純代碼 ” （可重入代碼）； 了解段頁式存儲管理方式； 熟練掌握分頁和分段的主要區(qū)別； 返回 2022/2/17 108 分段 存儲管理 方式的引入 1)、方便編程 2)、信息共享 3)、信息保護(hù) 4)、動態(tài)鏈接 5)、動態(tài)增長 例如 :LOAD 1,[A]|D。 STORE 1,[B]|C。 2022/2/17 109 1）用戶程序劃分 按程序自身的邏輯關(guān)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，每一段也從 0開始編址，段內(nèi)地址是連續(xù)的 分段系統(tǒng)的基本原理 2022/2/17 110 2）分段的邏輯地址 作業(yè)的邏輯地址由段號和段內(nèi)地址組成，作業(yè)的地址空間是二維的。 段號 段內(nèi)地址 31 16 15 0 在該地址結(jié)構(gòu)中，允許一個作業(yè)最多有 64K個段， 每個段的最大長度為 64KB。 分段系統(tǒng)的地址結(jié)構(gòu) 2022/2/17 111 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，這些區(qū)域被稱為物理段，每個物理段由起始地址和長度確定 3）內(nèi)存劃分 2022/2/17 112 4）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(jī)分割， 需要多少分配多少），但各段之間可 以不連續(xù)存放 2022/2/17 113 2. 段表 在分段式存儲管理方式中，系統(tǒng)為每個段分配一個連續(xù) 的分區(qū)，而進(jìn)程中的各個段可以離散地放入內(nèi)存中不同 的分區(qū)中。 系統(tǒng)為每個進(jìn)程建立一張段映射表，簡稱 “段表” 段表可放在一組寄存器中，但通常放在內(nèi)存中。 2022/2/17 114 段表： 它記錄了段號，段的首（地）址和長度之間的關(guān)系 每一個程序設(shè)置一個段表，放在內(nèi)存 屬于進(jìn)程的現(xiàn)場信息 段號 0 1 2 段首址 段長度 58K 20K 100K 110K 260K 140K 2022/2/17 115 段號 段長 基址 0 1 2 3 30K 40K 20K 80K 15K 120K 10K 150K 段 表 作業(yè)空間 (MAIN)=0 0 30 (X)=1 0 20 (D)=2 0 15 30K 20K 15K 40 80 120 內(nèi)存空間 2022/2/17 116 首次適應(yīng)； 最佳適應(yīng)； 最壞適應(yīng) 內(nèi)存的分配算法： 2022/2/17 117 3. 地址變換機(jī)構(gòu) 控制寄存器 段表始址 段表長度 2 100 有效地址 段號 S 位移量 W 越界 + 2 500 8K + 8292 物理地址 8K 8292 8792 8 1024+100 2022/2/17 118 優(yōu)點(diǎn)： 便于動態(tài)申請內(nèi)存 管理和使用統(tǒng)一化 便于共享 便于動態(tài)鏈接 缺點(diǎn)：產(chǎn)生碎片 課后思考題：與可變分區(qū)存儲管理方案的相同 點(diǎn)與不同點(diǎn)？ 2022/2/17 119 相同點(diǎn)： 都采用離散分配方式，都通過地址映射機(jī)構(gòu) 來實(shí)現(xiàn)地址變換。 區(qū)別： （ 1）頁是信息的物理單位，分頁是由于系統(tǒng)管理的需要； 段是信息的邏輯單位，分段是為了更好地滿足用戶的需要。 （ 2）頁的大小固定且由系統(tǒng)確定；而段的長度不固定 （ 3）分頁的作業(yè)地址空間是一維的，分段的作業(yè)地址空 間是二維的。 2022/2/17 120 分 頁 分 段 目的 為了提高內(nèi)存的利用率； 為了能更好地滿足用戶的需要。 頁 / 段單位 劃分 頁是信息的物理單位，頁的大小是固定的，而且由系統(tǒng)確定。 段是信息的邏輯單位 , 它含有一組意義相對完整的信息。 段的長度是不固定的，由用戶確定。 作業(yè)地址空間 單一的線性地址空間 二維的，標(biāo)識一個地址需給出段名和段內(nèi)地址。 內(nèi)存分配 以頁為單位離散分配，無外碎片，所