操作系统——页式地址变换 例题详解

一、概念

页式地址变换指：通过页表，将逻辑地址转换为物理地址

页表：是记录程序虚页与其在主存中块得到对应关系的数据结构。包含页号，页面对应的块号

 1.逻辑地址结构

分为：页号    ,    页内位移量（页内地址）

记页号为p,               p=逻辑地址/页面大小     

记页内位移量为d,    d=逻辑地址 - p*页面大小

2.物理地址结构

分为：块号    ,    块内位移量（块内地址）

分别记为 f       ,        d 

3.虚地址结构

页式系统的地址映射必要的数据结构是页表，另外还与计算机所采用的地址结构有关。

而地址结构与选择的页面尺寸有关。

例如：当CPU虚地址长度为32位，页面大小位4KB时，在分页系统中虚地址结构如图所示：

 这个地址中的高20位（第12~31位）表示该地址所在的页号，而低12位（第0~11位）表示该地址在这页内的相对位移。将这种地址结构称为分页机构。

二、页内地址转换

例1.已知某分页系统，主存容量为64K，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5，10，4，7块中。请将十六进制的逻辑地址0A5CH转换成物理地址。
 解：

 1.首先，将十六进制逻辑地址：LA = 0A5CH转换成二进制：000101001011100 

再除以 2^10 (即除以页面大小1K:1024)  得：页号为：2  页内地址为：1001011100

                  

 2.对应页表，页号2的块号为4  得物理地址PA=块号*页面大小+页内地址=4*(2^10) + 1001011100

得PA = 1001001011100  转换为十六进制为:125CH

例2.已知某分页系统，主存容量为64K，页面大小为4K，对一个4页大的作业，其0，1，2，3页分别被分配到主存的5，10，4，7块中。请将十六进制的逻辑地址0A5CH转换成物理地址。

 解：此题与上一题唯一不同的是页面大小为4K

同理：将十六进制逻辑地址0A5CH转换成二进制000101001011100 

LA = 000101001011100 / (2^12) = 0000 101001011100  （此处除以2^12次方，即4KB

 

得页号为0， 对应块号为5

PA = 5*(2^12) + 101001011100 = 101 101001011100 转换为十六进制为：5A5CH

  我们可以发现一个规律：逻辑地址的页号转换成对应物理地址的块号，页内地址不变