计算机组成原理-学习笔记12-虚拟存储器

作业已写，考前抱佛脚整理

Lecture 12 虚拟存储器

操作系统

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主存中包含操作系统和若干个用户程序

在多道程序系统中， 主存需要进一步划分给多个任务， 划分的任务由操作系统动态执行

不区分“进程” 和“任务

• 虚拟存储器
  • 请求分页：每次访问仅将当前需要的页面调入主存， 而其他不活跃的页面放在外存磁盘上

分区方式

• 将主存分为两大区域
  • 系统区： 固定的地址范围内，存放操作系统
  • 用户区：存放所有用户程序

• 简单固定分区
  • 用户区划分成长度不等的固定长的分区
  • 当一个任务调入主存时，分配一个可用的、能容纳它的、最小的分区
  • 优点：简单
  • 缺点：浪费主存空间

• 可变长分区
  • 用户区按每个任务所需要的内存大小进行分配
  • 优点：提高了主存的利用率
  • 缺点：时间越长，存储器中的碎片就会越多

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帧 / 页帧 / 页框 —— 存储器分成相当小的、相等的固定长度的存储块，每个存储块被成为页帧、帧

页 —— 每个进程划分为小的固定长的程序块，程序的每个程序块成为页

页表 —— 记录了进程每页的帧地址

逻辑地址 —— 页号和页中相对地址

物理地址 —— 帧号和相对地址

进程和主存划分的块的大小相同

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• 优点
  • 在不扩大物理内存的前提下，可以载入更多的任务
  • 编写程序时不需要考虑可用物理内存的状态
  • 程序员认为可以独享一个连续的、很大的内存
  • 可以在大于物理内存的逻辑地址空间中编程

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分页式

• 页表
  • 页表中包含了所有虚拟页的信息， 包括虚拟页的存放位置、 装入位（valid） 、修改位（dirty） 、 存取权限位等等
  • 保存在主存中
  • 虚拟页号 + 页内偏移量

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快表

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流程图image-20230226001749622

绿色就是第八章cache学的

多种可能

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4：page 1次，cache miss 1次

分段式

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段页式

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段号 + 页号 + 页内偏移量