文章目錄

• 一. 分頁存儲概念
• 二. 地址轉換
• • • 1）為什么頁面大小為2的次冪?
• 三. 頁表
• • • 1）頁表項長度、頁號"隱含"
• 四. 局部性原理與快表
• 五. 二級頁表
• • • 1）單級頁表存在的問題
    • 2）兩級頁表
    • 3）如何解決單級頁表的問題

一. 分頁存儲概念

• 內存分成等大區域（頁框），頁框號從0開始
• 進程也分成和頁框等大的區域（頁），頁號也從0開始
• 頁框不能太大，可能產生過大內部碎片（進程的最后一個頁面不一定撐滿頁框）
• 進程頁面 - 內存頁框一一對應。
  

二. 地址轉換

• 找邏輯地址對應頁號
• 找頁號對應內存的起始地址①
• 計算邏輯地址在頁面內的偏移量②
• 物理地址 = 頁面起始① + 頁內偏移量②
  

1）為什么頁面大小為2的次冪?

• 方便計算
  
• 偏移量最大值 - 對應一個頁面持有內存單元個數（k 位 - $2^k$個）
• 頁號 - 對應一個進程最多允許持有頁面個數（m 位 - $2^m$個）

三. 頁表

• 記錄每個頁面在內存中的位置
• 頁表項 = 頁號 + 塊號（由塊號獲取內存地址)
  

1）頁表項長度、頁號"隱含"

• 因為頁表項按序連續存于內存，且頁號長度相同，因此頁號無需明確表示。
• 延申：理論上 3B 就夠，但是為了方便頁表的查詢，常常會讓一個頁表項占有更多字節，使得每個頁面恰好裝得下整數個頁表項（也就沒有內存碎片，比如此處 4KB % 3B = 1B 的內存碎片，但是 4KB % 4B = 0B）
  

四. 局部性原理與快表

• 時間局部性：指令一段時間內可能多次執行（由于程序存在循環）
• 空間局部性：存儲單元附近的存儲單元可能被訪問（由于很多數據在內存中連續存放）
  
• 快表：高速緩沖寄存器，比內存塊。用來存放當前訪問的若干頁表項，達到加速地址變換的效果。
• 慢表：內存中的頁表
  
• 快表使用：
  
• 快表：命中率高、一次訪問內存。滿則置換
• 慢表：兩次訪存
  

五. 二級頁表

1）單級頁表存在的問題

• 單級頁表太大，又由局部性原理知道一段時間內只需訪問幾個頁面即可，沒必要讓整個頁表常駐內存
  
• 解決方法：對頁表分組，分組與內存塊等大。可以離散存放頁表分組了，也因此，需要再給離散的頁表建一個頁表——頂層頁表。
  

2）兩級頁表

• 32位、頁 4KB、頁表項 4B 的情況下，可知頁表需要占用 2^10 = 1024 個頁框。
• 那么，我們可以使用離散的1024個頁框，然后用一個頂級頁表來記錄這些頁框的塊號
  
• 也就可以推出：一級頁號用 10B，二級頁號用 10B（二級頁表的排法）
  
  

3）如何解決單級頁表的問題

• 需要記錄某一頁表是否在內存中
  
• 兩級頁表不夠，就用更多級
• 多級頁表的訪存次數 = N級頁表用 N + 1 次（沒有快表的情況）
  

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【学习笔记】第三章——内存 II（分页存储、快表与局部性原理、两级页表）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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