【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 存器中的頁(yè)表始址和頁(yè)號(hào)計(jì)算出該頁(yè)在頁(yè)表項(xiàng)中的位置，得到該頁(yè)的物理塊號(hào)，將此物理塊號(hào)裝入物理地址寄存器中。 ? 與此同時(shí)，將有效地址（邏輯地址）寄存器中頁(yè)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(guò)程描述： 2022/2/17 92 基本地址變換舉例 (每頁(yè) 1KB(1024) ) 越界中斷 頁(yè)表寄存器 邏輯地址 2500 頁(yè)號(hào) 塊 號(hào) 0 1 2 5*1024+452 物理地址 5572 塊號(hào) 5 塊內(nèi)地址 452 頁(yè) 號(hào) 2 頁(yè)內(nèi)地址 452 頁(yè)表始址頁(yè)表長(zhǎng)度 ﹥ 2 4 5 2022/2/17 93 在請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理方案中 ， 若某用戶(hù)空間為 16個(gè)頁(yè)面 ， 頁(yè)長(zhǎng) 1KB， 現(xiàn)有頁(yè)表如下 ， 則 邏輯地址 0A1F（ H） 所對(duì)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(yè)表是存放在內(nèi)存中的，這使 CPU每次要存取一個(gè) 數(shù)據(jù)時(shí) ，都要 兩次 訪問(wèn)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(gè)特殊高速緩沖存儲(chǔ)器，又稱(chēng)為 “ 聯(lián)想存儲(chǔ)器 ” ,或稱(chēng)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(guò)程： ? 在 CPU給出有效地址后，地址變換機(jī)構(gòu)自動(dòng)地將頁(yè)號(hào)送入高速緩存，確定所需要的頁(yè)是否在快表中。 ? 若是，則直接讀出該頁(yè)所對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)，送入物理地址寄存器； ? 若在快表中未找到對(duì)應(yīng)的頁(yè)表項(xiàng)，則需再訪問(wèn)內(nèi)存中的頁(yè)表，找到后，把從頁(yè)表中讀出的頁(yè)表項(xiàng)存入快表中的一個(gè)寄存器單元中，以取代一個(gè)舊的頁(yè)表項(xiàng)。 2022/2/17 96 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 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(gè)頁(yè)表項(xiàng)。例如，在 Intel80486中有 32個(gè)。這對(duì)中、小型作業(yè)來(lái)說(shuō)，已可能把全部頁(yè)表項(xiàng)放入快表中；但對(duì)于大型作業(yè)來(lái)說(shuō)，則只能將一部分頁(yè)表放入快表中。 ? 由于對(duì)程序和數(shù)據(jù)的訪問(wèn)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(yè)存儲(chǔ)管理的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：解決了碎片問(wèn)題 便于管理 缺點(diǎn)：不易實(shí)現(xiàn)共享 不便于動(dòng)態(tài)連接 2022/2/17 99 隨堂練習(xí)題： ? 一具有快表的分頁(yè)系統(tǒng)中，邏輯地址訪問(wèn)內(nèi)存的時(shí)間是 100毫秒，訪問(wèn)快表的時(shí)間是20毫秒。問(wèn)：設(shè)從快表中找到所需頁(yè)表項(xiàng)的概率為 85%，計(jì)算 CPU 存取一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)的有效訪問(wèn)時(shí)間。 參考答案： 【 20 +（ 100+20） 】 +100 返回 2022/2/17 100 兩級(jí)和多級(jí)頁(yè)表 引子 : 每個(gè)進(jìn)程的頁(yè)表項(xiàng)很多 ,而且必須為頁(yè)表分配連續(xù)的存儲(chǔ)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(yè)表項(xiàng)調(diào)入內(nèi)存 2022/2/17 101 ? 兩級(jí)頁(yè)表系統(tǒng)將 32位邏輯地址空間的地址分成 三段： 其中，頁(yè)表目錄號(hào)（外層頁(yè)號(hào) p1）和頁(yè)號(hào)（外層頁(yè) 內(nèi)地址 p2）兩項(xiàng)各占 10位，偏移量（頁(yè)內(nèi)地址 d）占 12位。 2022/2/17 102 兩級(jí)頁(yè)表機(jī)制 31 22 21 12 11 0 外層頁(yè)表 頁(yè)表 物理地址 外層頁(yè)號(hào) p1 外層頁(yè)內(nèi)地址 p2 頁(yè)內(nèi)地址 d 外層頁(yè)表寄存器 + + b d 邏輯地址結(jié)構(gòu) 2022/2/17 103 頁(yè)目錄地址 目錄位移 頁(yè)表位移 頁(yè)位移 邏輯地址 頁(yè)表地址 . . . 頁(yè)目錄（每進(jìn)程一個(gè)） 塊號(hào) . . . 頁(yè)表 代碼或數(shù)據(jù) . . . 內(nèi)存塊 二級(jí)頁(yè)表結(jié)構(gòu)及地址映射 + + 2022/2/17 104 兩級(jí)頁(yè)表機(jī)制圖 第 0頁(yè)頁(yè)表（物理塊號(hào) 10） 內(nèi) 存 0 1 0 ┇ 1 1023 2 第 1頁(yè)頁(yè)表（物理塊號(hào) 25） 0 1 ┇ 1023 第 N頁(yè)頁(yè)表（物理塊號(hào) 120） 0 1 外層頁(yè) 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(chǔ)管理方式 P135 分頁(yè)存儲(chǔ)管理的主要?jiǎng)恿?，是提高?nèi)存利用率； 分段存儲(chǔ)管理方式的引入，則為了滿(mǎn)足用戶(hù)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(chǔ)管理方式的引入 分段系統(tǒng)的基本原理 信息共享 段頁(yè)式存儲(chǔ)管理方式 2022/2/17 107 本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)： 了解分段存儲(chǔ)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(yè)式存儲(chǔ)管理方式； 熟練掌握分頁(yè)和分段的主要區(qū)別； 返回 2022/2/17 108 分段 存儲(chǔ)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(dòng)態(tài)鏈接 5)、動(dòng)態(tài)增長(zhǎng) 例如 :LOAD 1,[A]|D。 STORE 1,[B]|C。 2022/2/17 109 1）用戶(hù)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(kāi)始，每一段也從 0開(kāi)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(hào)和段內(nèi)地址組成，作業(yè)的地址空間是二維的。 段號(hào) 段內(nèi)地址 31 16 15 0 在該地址結(jié)構(gòu)中，允許一個(gè)作業(yè)最多有 64K個(gè)段， 每個(gè)段的最大長(zhǎng)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(dòng)態(tài)的劃分為若干個(gè)長(zhǎng)度不相同的區(qū)域，這些區(qū)域被稱(chēng)為物理段，每個(gè)物理段由起始地址和長(zhǎng)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(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 2022/2/17 113 2. 段表 在分段式存儲(chǔ)管理方式中，系統(tǒng)為每個(gè)段分配一個(gè)連續(xù) 的分區(qū)，而進(jìn)程中的各個(gè)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(gè)進(jìn)程建立一張段映射表，簡(jiǎn)稱(chēng) “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(hào)，段的首（地）址和長(zhǎng)度之間的關(guān)系 每一個(gè)程序設(shè)置一個(gè)段表，放在內(nèi)存 屬于進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)信息 段號(hào) 0 1 2 段首址 段長(zhǎng)度 58K 20K 100K 110K 260K 140K 2022/2/17 115 段號(hào) 段長(zhǎng) 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(zhǎng)度 2 100 有效地址 段號(hào) 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(dòng)態(tài)申請(qǐng)內(nèi)存 管理和使用統(tǒng)一化 便于共享 便于動(dòng)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(chǔ)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(guò)地址映射機(jī)構(gòu) 來(lái)實(shí)現(xiàn)地址變換。 區(qū)別： （ 1）頁(yè)是信息的物理單位，分頁(yè)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(mǎn)足用戶(hù)的需要。 （ 2）頁(yè)的大小固定且由系統(tǒng)確定；而段的長(zhǎng)度不固定 （ 3）分頁(yè)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(yè) 分 段 目的 為了提高內(nèi)存的利用率； 為了能更好地滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。 頁(yè) / 段單位 劃分 頁(yè)是信息的物理單位，頁(yè)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(duì)完整的信息。 段的長(zhǎng)度是不固定的，由用戶(hù)確定。 作業(yè)地址空間 單一的線(xiàn)性地址空間 二維的，標(biāo)識(shí)一個(gè)地址需給出段名和段內(nèi)地址。 內(nèi)存分配 以頁(yè)為單位離散分配，無(wú)外碎片，所