两级页表概述
一、单级页表存在的问题和解决方法
1.问题
某计算机系统按字节寻址，支持32位的逻辑地址，采用分页存储管理，页面大小为4KB，页表项长度为4B。
4 KB = 2^12 B，因此页内地址要用12位表示，剩余20位表示页号。
因此，该系统中用户进程最多有2^20页。相应的，一个进程的页表中，最多会有2^20 B= 1M = 1048576个页表项，所以一个页表最大需要2^20 * 4B= 2^22 B
共需要2^22 / 2^12 = 2^10个页框存储该页表。
根据页号查询页表的方法:
K 号页对应的页表项存放位置=页表始址＋K*4
要在所有的页表项都连续存放的基础上才能用这种方法找到页表项
所以需要：专门给进程分配 2^10=1024个连续的页框来存放他的页表
2.解决方法
根据局部性原理可知，很多时候，进程在一段时间内只需要访问某几个页面就可以正常运行了。因此没有必要让整个页表都常驻内存。
问题一:页表必须连续存放，因此当页表很大时，需要占用很多个连续的页框。
可将长长的页表进行分组，使每个内存块刚好可以放入一个分组（比如上个例子中，页面大小4KB，每个页表项4B，每个页面可存放1K个页表项，因此每1K个连续的页表项为一组，每组刚好占一个内存块，再讲各组离散地放到各个内存块中)
另外，要为离散分配的页表再建立一张页表，称为页目录表，或称外层页表，或称顶层页表
二、两级页表的原理、地址结构
对于一个32位的计算机：
0~11（12位）：页内偏移量
12~21（10位）：二级页号
22~31（10位）：一级页号（页目录表）
10位的一级页号，可以表示0~1023，每一个一级页号可以对应一个内存块号，通过这个内存块号，可以找到一个二级页表，在二级页表中可以找到二级页号对应的内存块，这个就是内存块号
三、地址转换
1.过程
1.按照地址结构将逻辑地址拆分成三部分（10位，10位，12位）（一级页号，二级页号，页内偏移量）
2.从PCB中读出页目录表始址，再根据一级页号查页目录表，找到下一级页表在内存中的存放位置
3.根据二级页号查表，找到最终想访问的内存块号
4.结合页内偏移量得到物理地址
将逻辑地址(0000000000,0000000001,111111111111)转换为物理地址（用十进制表示）。
第一个10位二进制表示一级页号为0，找到对应的内存块号为3，所以3号内存块中保存着0号二级页表
第二个10位二进制表示二级页号为1，找到对应内存块号为4，所以最终要访问的内存块号就是4.
4号内存块起始地址为：4*4096（4KB）=16384，最终的物理地址为：16384+1023=17407
问题二:没有必要让整个页表常驻内存，因为进程在一段时间内可能只需要访问某几个特定的页面。
可以在需要访问页面时才把页面调入内存（虚拟存储技术）。可以在页表项中增加一个标志位，用于表示该页面是否已经调入内存。
如果要访问的页面不在内存中，则会产生缺页中断（内中断），然后将目标页面从外存中调入内存
四、细节问题
1.若采用多级页表机制，则各级页表的大小不能超过一个页面
例:某系统按字节编址，采用40位逻辑地址，页面大小为4KB，页表项大小为4B，假设采用纯页式存储，则要采用（）级页表，页内偏移量为（）位?
页面大小= 4KB =2^12B，按字节编址，因此页内偏移量为12位页号=40 - 12 =28位
页面大小= 2^12B，页表项大小=4B，则每个页面可存放2^12/4 =2^10个页表项
因此各级页表最多包含2^10个页表项，需要10位二进制位才能映射到2^10个页表项，因此每一级的页表对应页号应为10位。总共28位的页号至少要分为三级
一级页号——8位，二级页号——10位，三级页号——10位，页内偏移来那个——12位
两级页表的访存次数：（假设没有快表机构）
1.访问内存中的页目录表
2.访问内存中的二级页表
3.访问目标内存单元
一共三次
五、总结
