(操作系统课件)--分页.ppt

分页存储管理将逻辑地址空间划分为一些相等的片，称为页；将物理地址空间划分为同样大小的块，称为块。通过适当的变换，将一页对应一块。逻辑地址空间和物理地址空间的对应关系由页表（PMT）来指明。地址变换机构为了实现逻辑地址空间到物理地址空间的地址变换，需要提供一些硬件支持，即地址变换机构。从逻辑地址空间到物理存储空间的地址变换，通常有三种方法：动态地址变换机构DAT，高速页面变换寄存器、联想存储器/快表。动态地址变换机构DAT动态地址变换机构自动将所有地址划分为页号和页内地址作业执行时应把逻辑地址转换成物理地址，转换公式为：物理地址=块号X块长+页内地址例：某系统指令的有效地址为24位，则逻辑地址空间最大可达224=16MB。假定页面大小为4KB（页内地址12位），那么逻辑地址空间最多可达4096个页面（页号12位）。动态地址变换机构自动将逻辑地址划分为页号（12位）和页内地址（12位）。页表控制寄存器PTCR包含页表长度和页表在内存的起始地址PTCR、PMT、页和块之间的关系？高速页面变换寄存器采用硬件的高速寄存器来实现从作业地址空间到物理地址空间的变换。由于高速寄存器的成本高，所以它适用于地址空间小的作业。在多道程序设计时，一次只有一个作业在运行，故只需一组高速寄存器就可满足。例：假定页面大小为4KB，作业为100KB，则需要25个高速寄存器即可。快表相关背景1、DAT(动态地址变换机构)：页表存放在主存中，由OS统一管理，每条指令的执行都必须进行地址变换。故一条指令须两次访问存储器：一次是把页号变成物理块号，另一次是实际存取所要的数据或指令。影响运行速度。2、高速寄存器的缺点：成本高。对两者折中：即在DAT加入一组高速寄存器（存放正在运行作业的当前最常用的页号和相应块号），这些寄存器连同管理它们的硬件构成了一个容量较小的存储器——快表。分页存储管理算法建立如下表格，由OS统一管理：存放在OS所使用的工作区内作业表JT存储分块表MBT页面变换表PMT碎片概念分页管理中，内存的分配以物理块为单位，作业装入时一个页面对应于一个内存块，当一个作业的最后一页不满时，它们占有一个物理块，不满的部分就构成了“内碎片”。内碎片的大小必定小于内存块的长度，平均每个作业的内存空间的内碎片量为半个块长。所以内碎片量是有限的，而各作业之间不存在“外碎片”，所以分页管理不需要“拼接”碎片，它有效的解决了内存碎片问题。分页存储管理方案的评价不需要靠拢消除碎片，便于多道程序设计，提高了CPU和主存的利用率。采用动态地址变换会增加计算机成本和降低处理机的速度。各种表格要占用一定容量的主存空间，而且还要花费一部分处理机时间用来建立和管理这些表格。虽然说外部碎片消除了，但每个作业的最后一页一般都有不能充分利用的空白区（内部碎片）。页面大？页面小？作业地址空间受到内存实际容量的限制，存储扩充问题仍未得到解决。思考题与可变分区存储管理相比，采用页式存储管理时处理器在单位时间里执行指令的数量是增加还是减少？为什么？假定某采用页式存储管理的系统中，主存容量为1M，被分成256块，块号为0，1，2，……255。现有一个共4页（页号为0，1，2，3）的作业被依次装人到主存的第2，4，1，5块中。请回答：

（1）主存地址应该用多少位来表示？

（2）作业每一页的长度为多少字节？逻辑地址中的页内地址部分应占用多少位？

（3）把作业中每一页占用的主存块起始地址填人下表。

（4）若作业执行中要从第0页的第75单元和第3页的第548单元读信息，那么，实际应从主存的哪两个单元读信息？请把应访问的主存绝对地址用二进制编码的十六进制数表示。[1.题解]与可变分区存储管理相比，采用页式存储管理时处理器在单位时间里执行指令的数量会减少。这是因为，页式存储管理在进行地址转换时要多花一次访问主存储器查页表的时间，因而延长了指令的执行时间，使得单位时间里执行指令的数量减少。［2.题解］（1）主存地址应该用20位来表示。

（2）作业每一页的长度应为2的12次方=4096个字节，逻辑地址中的页内地址部分应占用12位。

（3）作业中每一页占用主存块的起始地址为：

???页号?起始地址

???0????8K

???1????16K

???2????4K

???3????20K

（4）若作业执行中要从第0页的第75单元读信息，则实际应从主存的第2块第75单元读，应访问的主存绝对地址用二进制编码的十六进制数表示为对204B。若要从第3页的第548单元读信息，则实际应从主存的第5块第548单元读，应访问的主存绝对地址用二进制编码的十六进制数表示为：05224。*图