计算机操作系统之期末考试复习——求解物理地址问题

分页存储管理方式

1. 分页地址中的地址结构如下：
2. 对某特定机器，其地址结构是一定的。若给定一个逻辑地址空间中的地址为A，页面的大小为L，则页号P和页内地址d可按下式求得：

具体例题

1. 某系统采用页式存储管理策略，拥有逻辑空间32页，每页2KB，拥有物理空间1MB。请画出逻辑地址的格式。

题解：逻辑空间32页=$2^5$，推出逻辑地址中页号必须用5位来描述。每页2KB，1KB=$2^{10}$，2KB=$2^{11}$，故页内地址必须用11位来描述。

2. 已知某分页系统，主存容量为64K字节，页面大小为1K，对一个4页大的作业，其0、1、2、3页分别被分配到主存的2、4、6、7块中，试求：
   (1)将十进制的逻辑地址1023、2500、4500转换成物理地址。
   (2)以十进制的逻辑地址1023为例画出地址变换过程图。

分析：在分页系统中进行地址转换时，地址变换机构将自动把逻辑地址转化为页号和页内地址，如果页号不小于页表长度，则产生越界中断；否则便以页号为索引去检索页表，从中得到对应的块号，并把块号和页内地址分别送入物理地址寄存器的块号和块内地址字段中，形成物理地址。

分段存储管理方式

1. 分段地址中的地址具有如下结构：
2. 分页和分段的主要区别：　
   (1) 页是信息的物理单位。
   (2) 页的大小固定且由系统决定。
   (3) 分页的用户程序地址空间是一维的。

具体例题

1. 对于下表所示的段表，请将逻辑地址(0,137)，(1,4000)，(2,3600)，(5,230)转换成物理地址。

分析：在分段系统中进行地址转换时，地址变换机构首先将逻辑地址中的段号与段表长度作比较，如果段号超长，则产生越界中断；否则便以段号为索引去检索段表，从中得到段在内存的始址和段长；然后再将逻辑地址中的段内地址与段表项中的段长作比较，若不越界，则由段的始址与段内地址相加，形成物理地址。

虚拟存储器例题

1. 某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页1KB，主存16KB。假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分配的物理块号为5、10、4、7，而该用户作业的长度为6页，试将十六进制的虚拟地址0A5C、103C、1A5C转换成物理地址。

由题目所给条件可知，该系统的逻辑地址有15位，其中高5位为页号，低10位为页内地址；物理地址有14位，其中高4位为块号，低10位为块内地址。另外，由于题目中给出的逻辑地址是十六进制数，故可先将其转换成二进制数以直接获得页号和页内地址，再完成地址的转换。

如下图，逻辑地址（0A5C）的页号为（00010），即2，故页号合法；从页表中找到对应的内存块号为4，即（0100）；与页内地址（10 0101 1100）拼接形成物理地址（010010 0101 1100），即（125C）。
（2）逻辑地址（103C）的页号为4，页号合法，但该页未装入内存，故产生缺页中断。

（3）逻辑地址（1A5C）的页号为6，为非法页号，故产生越界中断。