南京大学：《操作系统》课程教学资源（PPT课件）第四章（4.3）分页式存储管理

4.3分页式存储管理

4.3 分页式存储管理

4.3.1分页式存储管理的基本原理 1、页框 2、页面 3、逻辑地址形式 4、页表和地址转换

4.3.1 分页式存储管理的基本原理 • 1、页框 • 2、页面 • 3、逻辑地址形式 • 4、页表和地址转换

页式存储管理的地址转换和存储保护 页表控制寄存器 页表 绝对地址 页表始址 页表长度 比较 块号 块号页内地址 作业表 地址越界 作业名页表始址 页表长度 XXXXXX 页内地址 逻辑地址

页式存储管理的地址转换和存储保护 页表始址 页表长度 作业名 … A 页表始址 … xxxxxx 页表长度 … 3 作业表 块号 比较 页号 页内地址 块号 页内地址 页表控制寄存器 页表 绝对地址 逻辑地址 地址越界

4.32相联存储器和快表 相联存储器 快表的格式 采用相联存储器后地址转换

4.3.2 相联存储器和快表 • 相联存储器 • 快表的格式 • 采用相联存储器后地址转换

采用相联存储器的方法后,地 址转换时间大大下降 假定访问主存的时间为100毫微秒,访问相联存 储器的时间为20毫微秒,相联存储器为32个单 元时查快表的命中率可达90%,于是按逻辑地 址进行存取的平均时间为: (100+20)×90%+(100+100+20)×(1-90%)= 130毫微秒 比两次访问主存的时间100毫微秒×2+20=220 毫微秒下降了四成多

采用相联存储器的方法后，地 址转换时间大大下降 假定访问主存的时间为100毫微秒，访问相联存 储器的时间为20毫微秒，相联存储器为32个单 元时查快表的命中率可达90%，于是按逻辑地 址进行存取的平均时间为： （100＋20）×90%＋(100+100+20)×(1-90%)＝ 130毫微秒 比两次访问主存的时间100毫微秒×2+20＝220 毫微秒下降了四成多

4.33分页式存储空间的分配和去配 位示图 分配算法 链表方法

4.3.3分页式存储空间的分配和去配 • 位示图 • 分配算法 • 链表方法

分页存储管理能实现多个作业 共享程序和数据 °数据共享 程序共享 共享信息的保护问题

分页存储管理能实现多个作业 共享程序和数据 • 数据共享 • 程序共享 • 共享信息的保护问题

页表中增加一些标志位,用来指出该页 的信息可读/写;只读;只可执行;不可 访问等,指令执行时进行核对。例如, 要想向只读块写入信息则指令停止执行, 产生中断。 另外也可采取键保护的方法

• 页表中增加一些标志位，用来指出该页 的信息可读/写；只读；只可执行；不可 访问等，指令执行时进行核对。例如， 要想向只读块写入信息则指令停止执行， 产生中断。 • 另外也可采取键保护的方法

4.34多级页表 多级页表的概念 具体做法 逻辑地址结构有三部分组成:页目录 页号和位移

4.3.4 多级页表 • 多级页表的概念 • 具体做法 • 逻辑地址结构有三部分组成：页目录、 页号和位移

WindOws nt为例, 其运行的x86cP具有32位地址,它使 用232逻辑地址空间的分页系统规定 页面4KB时,每个进程的页表的表项有 1兆(20)个,若以每个表项占用4个字节 计算,则每个进程需要占用4KB连续内 存空间存放页表这样做存储开销太 大了

Windows NT为例, • 其运行的x86 CPU具有32位地址,它使 用2 32逻辑地址空间的分页系统,规定 页面4KB时,每个进程的页表的表项有 1兆(220)个,若以每个表项占用4个字节 计算,则每个进程需要占用4KB连续内 存空间存放页表,这样做存储开销太 大了 •