虚拟存储技术原理

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1、虚拟存储技术原理虚拟存储器是根据程序的逻辑地址转换来的，也称线性地址空间。一般每个进程，其至每个段都冇一个，以32位为例，则每个最大可达4G。而主存目前-•般为百Mo因此程序中所指的存储单元并不能都放到主存中，也就是并不是每个程序所用的存储单元，都有具体的物理的存储器单元与之对应。虚拟存储器是根据程序的逻辑地址转换来的，也称线性地址空间。一般每个进程，其至每个段都有一个，以32位为例，则每个最人可达4G。而主存冃前一般为百Mo因此程序中所指的存储单元并不能都放到主存中，也就是并不是每个程序所用的

2、存储单元，都有具体的物理的存储器单元与之对应。应有一个位子上课（一万个虚拟位子），而学校只有一千个（物理）位子。但实际上,学校也不会一万个人同时上课，只要让上课的同学有位子（在主存屮），而其它同学只要留下联系方法能找到就好。为了降低管理的复杂性，我们采用按学号分班（页）管理。每个班要么一起上课（主存），要么一起呆在寝室（磁盘）。而在学校保留一个动态表（页表）表明每个班在哪儿（物理地址）上课，或者没上课（不在主存）。现在假设我们想按学号找一个同学，而且是女同学，只能在教室说话，呵呵。那么：先算出來

3、是哪个班的，查动态表，看该班是否在教室。在，直接按位置找到（hit）；不在（pagefault）,耍先找个不上课的班赶回寝室，把耍找女生所在的班调到教室，再按位置找那个同学。动态表（页表）的大小=表项数衣每个表项所需的位数。农项数=虚拟班数=虚拟人数（虚拟地址空间）/每班人数（每页人小）每个表项的位数=Log（教室数）+适当控制位数教室数=实际可以上课的人数（物理地址空间）/每班人数（每页大小）虚拟地址换算:虚拟地址（36位）TLBmiss：4G（32-bit）的存储空间，如果按4K分页，则可分

4、1M页。每个页表项为4B,则一个页表大小为4MB。由于页表太大，只能放在主存中。这样每次读内存都要读主存，大大影响读写速度。而同样基于局部性原理，整个页表在某一时刻，所用的也仅仅几页ifULlo所以我们把某段时间经常用的几个页表项，即常用的虚拟页号和其对应的物理页地址,存在Cache中，即TLB。这样，当程序需要调用某个存储单元的内容时，先根据它的线性地址，算出其所在的页。先查TLB（比较虚拟页号），如果有相同的虚拟页号，则就可以马上知道其所在的物理地址，根据物理地址进行存取。如果没有相同的虚拟

5、页号，则说明该页没有记录在TLB屮，那再去查页表，按pagefault中所说的进行。TLB像我们随身记录电话的小纸片，当要杳一个电话时，我们先看小纸片。有，我们可以直接打电话。如果没有，我们再回家查详细的电话号码簿（页表），再打电话。VIRTUAL313029ADDRESS][Uirtualpagenumber3[Pageoffset121110...020100VDirtyPhysicalpagenumberTLBhitPhysicalpagenumberPhyslealPhysicaladd

6、resstag722IPageoffsetaddressCacheindexByteoffsetindexVTagDataoVTagDataVTagDataVTag2f253I22u4-wayCache4-to-1multiplexor254255HitDataVirtualaddressProcessingareadorwritethroughtheDECStation3100TLBandcache