0013计算机组成原理排版后的脚本第三章3

1、 、虚拟器的基本概念虚器由主器和联机工作的辅助器通常为磁器共同组成，这两个器在硬件和系统的共同管理下工作，对于应用程器。序员， 可以把它们看作是一个单一的虚拟器将主存或辅存的地址空间编址， 形成一个庞大的 、虚拟器的基本概念虚器由主器和联机工作的辅助器通常为磁器共同组成，这两个器在硬件和系统的共同管理下工作，对于应用程器。序员， 可以把它们看作是一个单一的虚拟器将主存或辅存的地址空间编址， 形成一个庞大的空间。在这个大空间里，用户可以编程，完全不必考虑程序在主存是否装得下以及这些程序将来在主存中的实际存放位置。用户编程的地址称为虚地址或逻辑地址，实际的主存单元地址称为实地址或物理地址。显然，

2、虚地址要比实地址大得多在实际的物理层上，所编程序和数据在操作系统管理下，先送入磁盘，然后操作系统将当运行所需要的部分调入主存，供 )6; 使用，其余暂不运行部分留在磁盘中。程序运行时， )6; 以虚地址主存， 由辅助硬件找出虚地址和实地址之间的对应关系，并判断这个虚地址指示的存。如果已在主存中，则通过地址变换， )6 可直接单元内容是否已装入主主存的实际单元； 如果不在主存中，则把包含这个字的一页或一个程序段调入主存后再由)6;问。如果主存已满，则由替换算法从主存中将暂不运行的一块调回辅存， 再从辅存调入新的一块到主存。虚此将虚拟器是主存辅存层次， 基本信息传送是段、页或段页，因器的管理方式分

3、成段式、页式和段页式等多种。主存 辅存层次和 IGINK 主存层次用的地址变换是相同的， 都基于程序局部性原理。方法和替换策略二、段式虚拟主存按段分配的器管理方式称为段式管理。其优点是段的分界与程序的自然分界相对应；段的逻辑独立性使它易于编译、管理、修改和保护，也便于多道程序共享。其缺点是容易在段间留下许多空余的零碎利用， 造成浪费。空间不好段是利用程序的模块化性质，按照程序的逻辑结构划分成的多个相对独便于多道程序共享。其缺点是容易在段间留下许多空余的零碎利用， 造成浪费。空间不好段是利用程序的模块化性质，按照程序的逻辑结构划分成的多个相对独立部分。段作为独立的逻辑可以被其他程序段调用，这样就

4、形成段间连接， 产生规模较大的程序。一般用段表来指明各段在主存中的位置， 如图51 所示。每段都有它的名称( 用户名称或数据结构名或段号) 、段起点、段长等。图 5-1 段式管三、页式虚拟页式虚拟器系统中， 虚拟空间分成定长的页， 称为逻辑页； 主存空间也分成同样大小的定长页， 称为物理页。页式管理系统的缺点正好和段式管理系统相反， 它比段式管理系统的空间浪费要小得多。由于页不是逻辑上独立的实体， 所以处理、保护和共享都不及段式来得方便。虚拟地址分为两个字段，字段为虚页号低位字段为页内字地址虚拟地址到主存实地址的变换是由页表来实现的。在页表中， 对应每一个存页号有一个表目，表目内容至少要包含该

5、虚页所在的主存页面地址( 页面号 ，用它作为实 主 存地址的高字段；与虚拟地址的字地址字段相拼接，就产生完整的实主存地址，据此主存。号 ，用它作为实 主 存地址的高字段；与虚拟地址的字地址字段相拼接，就产生完整的实主存地址，据此主存。页式管理的地址变换如图 所示。图 页式管理的地址变换为了避免页表已保存或已调入主器时对主存次数的增多 把页表的最活跃部分存放在高器中组成快表。快表由硬件组成，比页表小得多，查表时，由逻辑页号同时去查快表和慢表，当在快表中有此逻辑页号时，就能很快地找到对应的物理页号送入实主存地址寄存器，从而做到虽采用虚拟器但访主存速度几乎没有下降。四、段页式虚拟在段页式虚拟器器中，

6、把程序按逻辑结构分段以后，再把每段分成固定大小的页。程序对主存的调入调出是按页面进行的，但它又可以按段实现共享和保护。因此，它可以兼取页式和段式系统的优点。它的缺点是在地址映像过程中需要多次查表，在这种系统中，虚拟地址转换成物理地址是通过个段表和一组页表来进行定位的。段表中的每个表目对应一个段，每个表目有一个指向该段的页表的起始地址 页号 及该目有一个指向该段的页表的起始地址 页号 及该段的控制保护信息。由页表指明该段各页在主存中的位置以及是否已装入、已修改等标志。如果有多个用户在机器上运行， 称为多道程序， 多道程序的每一道 每个用户 需要一个基号 用户标志号 ， 可由它指明该道程序的段表起点 存放在基址寄存器中 。这样， 虚拟地址应包括基号 *、段号 9页号 6、页内地址 J。格式如下例 已知主存有 个页面、(、三道程序已进入主存（影部分），有* 道程序（ 它有 、 、 三段，段内页号 、 ； 、 ； 、 要进入主存（ ） 说明段页式地址变换过程；（ ）*道 段 页 单元时， 说明其地址变换过程。的程序地址为解： 主存有 个页面， 余 个页面， 可以分