第一章 内存寻址
内存地址：逻辑地址，线性地址（虚拟地址），物理地址
逻辑地址经过分段单元转换为线性地址，再经分页单元，转为物理地址。32位或36位。
逻辑地址由段和偏移量组成。
分段
逻辑地址转为线性地址。
逻辑地址：段标识符（16位段选择符）+指定段内相对地址的偏移量（32位）。段寄存器只存放段选择符。
段描述符：8字节，存放在全局描述符表GDT或局部描述符表LDT中。
每个进程除了存放在GDT中的段之外如果还需创建附加的段，有自己的LDT.
代码段描述符，数据段描述符，任务状态段描述符，局部描述符表描述符。
所有段都从0x00000000开始，linux下逻辑地址和线性地址一致。
分页
把线性地址转为物理地址。一个关键任务是：把所请求的访问类型与线性地址的访问权限相比较，访问无效，产生一个缺页异常。线性地址被分为以固定长度为单位的组，即页。页内部连续的线性地址被映射到连续的物理地址中。内核可以指定一个页的物理地址和其存取权限，不用指定页所包含的全部线性地址的存取权限。页：一组线性地址，又包含在这组地址中的数据。分页单元把所有RAM分成固定长度的页框（有时也叫物理页），每个页框包含一个页。页框是主存的一部分，也是一个存储区域。页只是一个数据块，可以存放在任何页框或磁盘中。把线性地址映射到物理地址的数据结构称为页表。
32为线性地址被分成3个区域：目录（10位），页表（10），偏移量（12）。
扩展分页：目录（10位），偏移量（22）。
高速缓存
行，一个新的单位。行由几十个连续的字节组成，以脉冲突发模式在慢速DRAM和快速的用来实现高速缓存的片上静态RAM之间传送，用来实现高速缓存。高速缓存单元插在分页单元和主内存之间。高速缓存单元：硬件高速缓存内存（行）和高速缓存控制器（表项数组，每个表项对应高速缓存内存中的一个行）。通写：控制器总是既写RAM也写高速缓存行，为了提高写操作的效率关闭高速缓存。回写：只更新高速缓存行，不该表RAM内容，提供更快得功效。回写结束后，RAM最终必须被更新。
补充练习：
1. 有一个具有两道作业的批处理系统，有如下表所示的作业序列（表中所列作业优先级即为进程优先级，数值越小优先级越高）。分别列出下面两种情况下所有作业进入内存时刻及结束时刻，并计算其平均周转时间。
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作业名 |
到达时刻 |
估计运行时间（分） |
优先级 |
|
A |
10：00 |
40 |
5 |
|
B |
10：20 |
30 |
3 |
|
C |
10：30 |
50 |
4 |
|
D |
10：40 |
20 |
6 |
假设采用短作业优先的调度算法，进程调度采用优先级为基础的剥夺式算法。（6分）
10：00 A到达，无竞争，A开始运行
10：20 B到达，进入内存，B的优先级高于A，A停止，B运行（1分）
10：30 C到达，不能进入内存（1分）
10：40 D到达，不能进入内存
10：50 B运行结束，C和D竞争进入内存，C进入，A运行（1分）
11：10 A运行结束，D进入内存，C运行（1分）
12：00 C运行结束，D运行
12：20全部结束
T＝（70＋30＋90＋100）/4＝72.5分钟（2分）
2.在一分页存储管理系统中，逻辑地址长度为16位，页面大小为4096字节，现有一逻辑地址为2F6AH，且第0、1、2页依次存放在物理块5、10、11中，问相应的物理地址为多少？（6分）
由题意可知，本页式系统的逻辑地址结构为：（3分）
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页号P |
页内位移W |
15 12 11 0
逻辑地址2F6AH的二进制表示：0010 111101101010（1分）
页号为2，在第11块中，故物理地址为BF6AH。（2分）
3. 若在一分页存储管理系统中，某作业的页表如下表所示。已知页面大小为1024字节，试将逻辑地址1011、2148、3000、4000转化为相应的物理地址。（4分）
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页号 |
块号 |
|
0 |
2 |
|
1 |
3 |
|
2 |
1 |
|
3 |
6 |
解题步骤及其评分标准：
设页号为P，页内位移为W，逻辑地址为A，页面大小为L，则：
P=int（A/L） W=A mod L
⑴ 1011有：P=int（1011/1024）=0 W=1011 mod 1024=1011
第0页在第2块，故物理地址：3059（ 1024*2+ 1011）
⑵2148有：P=int（2148/1024）=2 W=2148 mod 1024=100
第2页在第1块，故物理地址：1124
⑶3000有：P=int（3000/1024）=2 W=3000 mod 1024=952
第2页在第1块，故物理地址：1976
⑷4000有：P=int（4000/1024）=3 W=4000 mod 1024=928
第3页在第6块，故物理地址：7072