虚拟存储器

请求分页：每次访问仅将当前需要的页面调入主存，而其他不活跃的页面放在外存磁盘上

虚拟地址

# 分区方式

将主存分为两大区域

系统区：固定的地址范围内，存放操作系统

用户区：存放所有用户程序

分区方式

简单固定分区：用户区划分成长度不等的固定长的分区

可变长分区：用户区按每个任务所需要的内存大小进行分配

# 分页方式

把主存分成固定长且比较小的存储块，称为页框（page frame）

每个任务也被划分成固定长的程序块，称为页（page）

将页装入页框中，且无需采用连续的页框来存放一个任务中所有的页

逻辑地址：指令中的地址

物理地址：实际主存地址

# 虚拟存储器

基本思想

• 请求分页：仅将当前需要的的页调入主存

・通过硬件将逻辑地址转换为物理地址

• 未命中时在主存和硬盘之间交换信息

类型

• 分页式虚拟存储器

• 分段式虚拟存储器

• 段页式虚拟存储器

映射算法

・全相联映射

写策略

・写回

# 分页式虚拟存储器

主存储器和虚拟地址空间都被划分为大小相等的页面

虚拟页（virtual page，VP）/ 逻辑页（logical page）：虚拟地址空间中的页面

物理页（physical page，PP）/ 页框（page frame）：主存空间中的页面

页表：

页表中包含了所有虚拟页的信息，包括虚拟页的存放位置、装入位（valid）、修改位（dirty）、存取权限位等等。保存在主存中。

** 虚拟地址：** 虚拟页号 + 页内偏移量

快表（TLB）：

页表的使用增加了主存的访问次数

为了减少访存次数，把页表中最活跃的几个页表项复制到 ** 高速缓存（Cache）** 中

** 映射：** 关联映射，组关联映射

替换：随机替换

主存中的页表相应地称之为 “慢表”

注：现在的计算机中，TLB 和 Cache 在物理上是两个存储器

根据页表中记录的物理页存放位置，可以将虚拟地址转化为物理地址

TLB：主存中比较活跃的页，TLB 命中，则主存中一定有这个页

页表：主存中的所有页，页表命中，则主存中一定有这个页。

那么实际上 TLB 和页表是包含关系

cache 和主存是包含关系

TLB 和页表是存虚拟页描述信息的，并没有实际 data

TLB 相对于页表，有点像 cache 相对于主存

TLB 未命中但页表命中，需要更新 TLB

TLB 和页表都未命中，两个都需要更新

# 分段式虚拟存储器

将程序和数据分成不同长度的段，将所需的段加载到主存中

虚拟地址：段号 + 段内偏移量

# 段页式虚拟存储器

将程序和数据分段，段内再进行分页

每个分段都有一个页表

虚拟地址

段号 + 页号 + 页内偏移量