实验四__页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断.docx

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1、实验四页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断1．目的深入了解式存管理如何地址；一步式虚存管理中如何理缺中断。2．知式存管理中的地址的方法；式虚存的缺中断理方法。3．内容写程序完成式虚存管理中地址程和模缺中断的理。具体包括：首先定的地址行地址工作，若生缺先行缺中断理，然后再行地址；最后写主函数所作工作程。假定主存64KB，每个主存1024字，作最大支持到64KB，系中每个作分得主存4。4．提示与解式存管理中地址程很，假定主存的大小2n字，主存大小2m'字和地址m位，行地址，首先从地址中的高m-n位中取得号，然后根据号表，得到号，并将号放入物理地址的高m'-n位，最后从地址中取得低n位放入物理地址的

2、低n位就得到了物理地址，程如2.61所示。mnn-1逻辑地址页号页内地址页号⋯块号m'nn-10⋯⋯⋯物理地址块号块内地址图2.6页式存储管理系统地址转换示意图地址是由硬件完成的，中使用件程序模地址程，模地址的流程如2.7所示（中假定主存64KB，每个主存1024字，即n=10,m'=16，物理地址中号6位、内地址10位；作最大64KB，即m=16，地址中号6位、内地址10位）。在式虚存管理方式中，作信息作副本放在磁上，作行把作信息的部分面装入主存器，作行若的面在主存中，按上述方式行地址，若的面不在主存中，生一个“缺中断”，由操作系把当前所需的面装入主存器后，再次行才可以按上述方法行地址。式虚

3、存管理方式中表除1/5号和该页对应的主存块号外，至少还要包括存在标志（该页是否在主存），磁盘位置（该页的副本在磁盘上的位置）和修改标志（该页是否修改过）。这样，在实验中页表格式如图2.7所示。页表用数组模拟，在实验中页表数据结构定义为：definen32//实验中假定的页表长度，页表的长度实际上是由系统按照作业长度决定的struct{intlnumber;//页号intflag;//表示该页是否在主存，“1”表示在主存，“0”表示不在主存intpnumber;//该页所在主存块的块号intwrite;//该页是否被修改过，“1”表示修改过，“0”表示没有修改过intdnumber;//该页存放

4、在磁盘上的位置，即磁盘块号}page[n];//页表定义开始取出逻辑地址laddress的页号lnumber（高6位）和页内地址ad：lnumber=laddress>>10ad=laddress&0x3ff查页表第lnumber行N页在主存?Y缺页中断从页表中取得块号pnumber合并块号和块内地址形成物理地址paddress：paddress=pnumber<<10

5、ad结束图2.7模拟地址转换的流程图缺页处理过程简单阐述如下：①根据当前执行指令中逻辑地址中的页号查页表，判断该页是否在主存储器中，若该页标志为“0”，形成缺页中断。中断装置通过交换PSW让操作系统的中断处理程序占用处理器；②

6、操作系统处理缺页中断的方法就是查主存分配表，找一个空闲主存块；若无空闲块，查页表，选择一个已在主存的页面，把它暂时调出主存。若在执行过程中该页被修改过，则需将该页信息写回磁盘，否则不必写回；2/5③找出该页的磁盘位置，启动磁盘读出该页信息，把磁盘上读出的信息装入第2步找到的主存块，修改页表中该页的标志为“1”；④由于产生缺页中断的那条指令没有执行完，所以页面装入后应重新执行被中断的指令。当重新执行该指令时，由于要访问的页面已在主存中，所以可正常执行。关于第②步的查找装入新页面的主存块的处理方式，不同系统采用的策略可能有所不同，这里采用局部置换算法，就是每个作业分得一定的主存块，只能在分得的主存

7、块内查找空闲块，若无空闲主存块，则从该作业中选择一个页面淘汰出主存。实验中使用局部置换算法。使用局部置换算法时，存在这样一个问题：就是在分配给作业主存空间时，装入哪些页？有的系统采取不装入任何一页，当执行过程中需要时才将其调入。有的系统采用页面预置的方法，就是估计可能某些页面会先用到，在分配主存块后将这些页面装入。实验中，采用第二种方法，分配主存空间时将前几页调入主存，假定系统中每个作业分得主存块m（m=4）块，则将第0~m-1页装入主存。因为是模拟硬件工作，所以实验中如果访问的页不在主存时，则输出该页页号，表示硬件产生缺页中断，然后直接转去缺页中断处理；由于采用页面预置方法，在给定的主存块中

8、一定无空闲块，只能淘汰已在主存的一页；没有启动磁盘的工作，淘汰的页需要写回磁盘时，用输出页号表示，调入新的一页时，将该页在页表中的存在标志置为“1”，输出页号表示将该页调入主存。页号为lnumber输出：*lnumber淘汰页的页号j=p[head];p[head]=lnumber；head=(head+1)%m;N第j页修改标志==1？Y输出：页号j修改页表：第j页存在标志改为“0”第lunmb