第三章 内存管理 七、具有快表的地址变换结构

目录

一、什么是快表

二、快表有什么用？

例子：

三、快表和慢表同时查询

四、局部性原理

五、总结

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一、什么是快表

快表，又称联想寄存器（TLB，translation lookaside buffer)，是一种访问速度比内存快很多的高速缓存(TLB不是内存! )，用来存放最近访问的页表项的副本，可以加速地址变换的速度。与此对应，内存中的页表常称为慢表。

注意：一般不把整个页表都放在TLB里，因为成本太高了。

二、快表有什么用？

例子：

1、我们要访问（0，0）（0，4）（0，8）这几个逻辑地址

2、当进程上处理机时或进程切换时，系统会清空快表的内容。

3、假设访问TLB只需要1us，访问内存需要100us

4、我们首先要访问（0，0），首先，检查是否越界。

5、未越界，访问快表（此时快表为空），在快表内找不到对应的项。

6、因为找不到，所以未命中，所以访问内存中的慢表，找到内存号为600，并将此项复制到快表中。

7、之后算出物理地址

8、接着就是访问（0，4），还是先判断是否越界，发现没有越界。

9、查询快表，找到对应的内存块，接着算出物理地址。

10、（0，8）同样如此

11、这样所用的时间就是100+1+1=102，如果没有快表，时间就是100*3=300

三、快表和慢表同时查询

四、局部性原理

局部性原理（Locality Principle）是计算机科学中的一个基本原理，指的是在一段时间内，计算机程序访问数据的局部性比全局性强。也就是说，程序在某一时间段内更倾向于访问一组紧密相关的数据，而不是随机、散开的数据。

局部性原理具体包括以下三种：

1. 时间局部性（Temporal Locality）：如果一个数据被访问过一次，那么在近期内它有很高的概率会被再次访问。

2. 空间局部性（Spatial Locality）：如果一个数据被访问了，那么在其附近的数据也有很高的概率会被访问。

3. 顺序局部性（Sequential Locality）：如果一个数据被访问了，那么在其之后或之前的数据也有很高的概率会被访问。

通过充分利用局部性原理，计算机可以提高数据访问的效率，从而提高程序的执行效率。例如，在缓存中存储最近访问过的数据，可以避免反复访问主存中的数据，提高程序运行效率。

五、总结