湖南大學(xué)計算機與通信學(xué)院-資料下載頁
2025-02-09 16:17本頁面
【正文】 411 411 411 311 311 0 0 0 121 121 121 121 421 0 0 0 0 231 231 231 231 46 Page Table Adress 0000H 0003H 0006H 1000H 1064H 2023H 2032H 0100H 01C8H 3000H 3064H 0000H Page FVD FVD FVD FVD FVD FVD FVD 0 010 010 010 010 010 0 110 1 210 210 210 210 0 2 310 310 310 310 3 010 010 4 110 111 111 111 111 111 210 表 FIFO替換算法的部分頁表和 TLB值 PFV PFV PFV PFV PFV PFV PFV 001 001 001 001 001 301 301 411 411 411 411 411 411 011 0 0 121 121 121 121 421 0 0 0 231 231 231 231 47 分段 分段 ： 在分段技術(shù)中，程序被劃分為幾段，每段為一個自包含的單元 分段的特點： 1. 每個段大小可以變化 2. 分段存在 外部碎片 問題 48 外部碎片： 內(nèi)存駐留有 3個段，另有 8K自由空間。而這 8K空間被劃分開了，于是不移動或撤除某個當(dāng)前載入段的話，大小超過3K的段已無法裝入內(nèi)存（如圖 ） 圖 49 分段機制中邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換 圖 分段機制中邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換 邏輯地址被剖分為段號和偏移量 50 ?段號輸入到段表中，如果段已被裝入內(nèi)存，輸出段的起始地址和段大小 ?如果段不在物理內(nèi)存中，就產(chǎn)生一個缺段， MMU裝入新段到內(nèi)存中 ?偏移量與段大小進(jìn)行比較，如果前者大于后者，或者相等，說明所訪問單元不在段內(nèi)，就產(chǎn)生一個錯誤 ?如果偏移量有效，則與段地址的起始值相加，形成一個正確的物理內(nèi)存地址 51 分段機制中的一個嚴(yán)重缺陷 在分頁機制中，頁號送到頁表（和 TLB）以產(chǎn)生頁框號。該值和偏移量拼接構(gòu)成物理地址。而在分段機制中，通過頁表或 TLB產(chǎn)生的起始地址要與偏移量相加，此過程消耗的時間比拼接要多得多 52 帶分頁的分段 ?分頁和分段兩種機制的結(jié)合體 ?在內(nèi)存中不必是一個連續(xù)整塊 ?邏輯地址被劃分為三個部分 1. 段號 2. 頁號 3. 偏移量 53 圖 54 段頁式機制中的優(yōu)點： 1. 不需要找一個足夠大的連續(xù)塊來裝載整個段，物理內(nèi)存的段分配相對簡單 2. 組成段的頁可被放在物理內(nèi)存的任意位置 ，減少了外部碎片 3. 不再需要在段表中顯式的存儲段的大小 4. 當(dāng)明確產(chǎn)生頁框號后，也不再需要加上偏移量來生成一個值；而是使用更快的拼接 55 存儲器保護(hù) 基本的 cache和虛擬內(nèi)存的擴展 基本 cache的擴展 現(xiàn)在大 部分計算機中使用的是兩級 cache ： 一個指令 cache只存程序指令，一個數(shù)據(jù)cache只存數(shù)據(jù) 56 基本虛擬存儲器的擴展 圖 57 實例： Pentium/Windows個 人計算機上的內(nèi)存管理 圖 Pentium/Windows NT的內(nèi)存層次結(jié)構(gòu) 58 總結(jié) ? 大部分計算機的存儲層次不僅僅包括 物理內(nèi)存 ，還包括 cache和 虛擬內(nèi)存 。 Cache存儲器是一個介于 CPU和物理存儲器間的高速存儲器； cache的一級經(jīng)常置入 CPU芯片內(nèi)。 Cache 存儲器可以是統(tǒng)一起來的，也可以分離成單獨的指令 cache和數(shù)據(jù) cache。 Cache的性能很大程度上由命中率和平均訪問時間決定。 ? Cache存儲器可使用三種映射策略中的一種。 相聯(lián)映射 是最靈活的，但它要求使用相對昂貴的相聯(lián)存儲器而不是標(biāo)準(zhǔn)的靜態(tài) RAM。 直接映射 靈活性少些，但也便宜些。 組相聯(lián)映射 綜合了直接映射的優(yōu)點以及相聯(lián)映射的某些靈活性。使用組性聯(lián)的存儲器使用 FIFO、 LRU或者是 隨機替換策略 。 59 ?虛擬存儲器 使用輔存，比如磁盤，來擴展處理器可用的內(nèi)存空間。它比給系統(tǒng)加物理內(nèi)存要便宜很多，且不會嚴(yán)重降低系統(tǒng)性能。 內(nèi)存管理單元 把處理器發(fā)布的虛擬地址映射為相應(yīng)的物理地址。 ?一個 虛擬存儲器系統(tǒng) 可使用 分頁 或 分段 機制。分頁系統(tǒng)在物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存間交換固定大小的頁框。 MMU用頁表和 TLB來跟蹤哪一個頁框?qū)?yīng)于每一頁面。段式系統(tǒng)可管理不同尺寸的段。它減少了 內(nèi)部碎片 ，但引入了 外部碎片 。一個系統(tǒng)中結(jié)合這兩種方法是可行的，可以用可變數(shù)目的固定長度頁來構(gòu)造可變大小的段。 60 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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