页式存储的地址转换
① 页式管理基本原理
页式管理基本原理涉及将每个进程的虚拟空间划分为相同长度的页。在页式管理中,将内存空间按照页的大小进行划分,形成页面或者页框。通过建立页式虚拟地址与内存地址之间的对应关系,使用硬件地址变换机构解决离散地址变换问题。
页式管理采用请求调页或预调页技术,实现了内外存存储器的统一管理。具体操作如下:当一个进程在执行时,会涉及虚拟地址和实际内存地址的转换。在页式管理中,虚拟空间被分解成一系列固定大小的页,而物理内存则被划分为相同大小的页框。通过页表,可以将虚拟地址映射到相应的页框中,完成地址转换。
请求调页技术是指在访问某个页面时,如果该页面尚未在内存中,则会触发调页操作。系统会从硬盘上将该页面加载到内存中,并将其映射到相应的页框位置。预调页技术则是根据页面的使用频率或访问模式,预先将预计要使用的页面加载到内存中,从而提高系统的响应速度。
页式管理通过上述机制,实现了对虚拟内存和物理内存的统一管理。它允许操作系统将大量数据存储在硬盘上,并通过请求调页或预调页技术,将需要访问的数据加载到内存中。这种管理方式有效提高了内存的利用效率,同时减少了内存访问的延迟。
综上所述,页式管理的基本原理涉及将虚拟空间划分为页,并通过页表实现虚拟地址与物理内存地址的映射。通过请求调页和预调页技术,页式管理实现了内外存存储器的统一管理,提高了系统性能和内存的利用效率。
(1)页式存储的地址转换扩展阅读
页式管理是一种内存空间存储管理的技术,页式管理分为静态页式管理和动态页式管理。
② 页式存储管理中的页号怎么算
上篇介绍了存储器硬件结构,本篇专注于存储管理,探讨软件层面如何实现内存保护与隔离。内存保护主要涉及存储管理机制,通常由MMU(Memory Management Unit)提供,确保系统内核与应用程序间、应用程序间互不干扰。
存储管理方式多样,常见的有分区存储与页式存储。分区存储分为固定分区与可变分区。固定分区预先划定内存区域,大小固定;可变分区则动态创建,随程序需求分配与回收内存。尽管可变分区解决了固定分区的局限性,但依然面临资源分配与管理的挑战。
页式存储策略将进程空间与内存空间都划分为固定大小的页,通常为4K字节。这种策略下,进程以页为单位加载与卸载,有效解决了大进程运行的内存管理问题。逻辑页由页号和页内地址标识,页表则用于链接逻辑页到物理页,实现地址转换。
页式存储的地址转换过程直观,只需计算页号与物理块号的关系即可。页式存储在实现高效内存管理的同时,也存在一些局限性,如页面大小固定导致碎片问题等。
段式存储与页式存储相似,但以逻辑功能为单位分割内存,便于内存共享,每段大小不一。段式存储同样包含段号和段内地址,通过段表进行地址转换。段页式存储则结合了段式与页式特点,先按功能划分段,再将段划分为页,以适应更复杂的应用场景。
总结,存储管理是操作系统核心功能之一,涉及多种策略以高效管理内存资源。分区存储与页式存储各有优劣,段式存储则通过功能划分优化内存共享。页式存储与段页式存储的地址转换机制,确保了进程与内存空间的灵活高效管理。
③ 请求页式存储管理求物理地址
页大小为2KB=2的11次方B,页内偏移量为11bit逻辑地址:1CDBH 转换成二进制:00011100110110112C1DH 转换成二进制:0010110000011101取低11位为页内偏移量,剩余高位为页号。内存空间32KB=2的15次方B,物理地址15bit.1CDBH 页号为00011,值为3.如表,块号为9.9 转换成二进制 10011CDBH 物理地址为1001100110110112C1DH 物理地址同上