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页式存储中逻辑地址向物理地址的转换

 
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基本原理

    1.等分内存

    页式存储管理将内存空间划分成等长的若干区域,每个区域的大小一般取2的整数幂,称为一个物理页面有时称为块。内存的所有物理页面从0开始编号,称作物理页号。

    2.逻辑地址

    系统将程序的逻辑空间按照同样大小也划分成若干页面,称为逻辑页面也称为页。程序的各个逻辑页面从0开始依次编号,称作逻辑页号或相对页号。每个页面内从0开始编址,称为页内地址。程序中的逻辑地址由两部分组成:

              

 

    3.内存分配

    系统可用一张“位示图”来登记内存中各块的分配情况,存储分配时以页面(块)为单位,并按程序的页数多少进行分配。相邻的页面在内存中不一定相邻,即分配给程序的内存块之间不一定连续。

    对程序地址空间的分页是系统自动进行的,即对用户是透明的。由于页面尺寸为2的整数次幂,故相对地址中的高位部分即为页号,低位部分为页内地址。

实现原理

    1.页表

    系统为每个进程建立一张页表,用于记录进程逻辑页面与内存物理页面之间的对应关系。地址空间有多少页,该页表里就登记多少行,且按逻辑页的顺序排列,形如:



 

    2.地址映射过程

    页式存储管理采用动态重定位,即在程序的执行过程中完成地址转换。处理器每执行一条指令,就将指令中的逻辑地址(p,d)取来从中得到逻辑页号(p),硬件机构按此页号查页表,得到内存的块号B’,便形成绝对地址(B’,d),处理器即按此地址访问主存。

    3.页面的共享与保护

    当多个不同进程中需要有相同页面信息时,可以在主存中只保留一个副本,只要让这些进程各自的有关项中指向内存同一块号即可。同时在页表中设置相应的“存取权限”,对不同进程的访问权限进行各种必要的限制。

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