分页存储管理的基本原理

分页存储管理的基本原理分页存储管理是一种计算机内存管理技术,用于将主存(RAM)划分为固定大小的页框(Page Frame)和相同大小的逻辑页面(Page)。它的基本原理是将进程的逻辑地址空间划分为固定大小的逻辑页面,然后将这些逻辑页面映射到物理内存中的页框。
下面是分页存储管理的基本原理:
1. 逻辑页面划分:进程的逻辑地址空间被划分为固定大小的逻辑页面,每个页面具有相同的大小。逻辑页面的大小通常是2的幂次,如4KB、8KB等。
2. 物理页面划分:物理内存也被划分为固定大小的页框,与逻辑页面大小相同。页框的数量和大小取决于系统的物理内存容量。
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pm2.5杭州3. 地址映射:当进程访问一个逻辑地址时,操作系统将逻辑地址分为页号和页内偏移量。页号用于在页表中查对应的页表项,页表项记录了逻辑页面与物理页框之间的映射关系。通过页表项,操作系统可以确定逻辑页面对应的物理页框。
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4. 页表管理:操作系统维护每个进程的页表,用于记录逻辑页面与物理页框的映射关系。页表可以存储在主存中的一个特定位置,也可以使用硬件支持的高速缓存(例如,TLB)进行快速查。
5. 缺页处理:当进程访问一个逻辑页面,但该页面尚未被加载到物理内存时,发生了缺页(Page Fault)
。操作系统会将缺失的页面从辅助存储设备(如硬盘)加载到物理内存的一个空闲页框中,并更新页表,建立逻辑页面与物理页框之间的映射。
6. 页面置换:如果物理内存中的页框已满,无法容纳新的页面,操作系统需要进行页面置换(Page Replacement)。页面置换算法用于选择要被替换出的页面,并将新页面加载到被释放的页框中。
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通过分页存储管理,操作系统可以将进程的逻辑地址空间分割为固定大小的页面,以提供更高效的内存管理和地址空间隔离。它使得进程可以访问超出物理内存容量的逻辑地址空间,而不需要连续的物理内存空间。同时,它也引入了缺页和页面置换的开销,这是由于页面的延迟加载和可能的页面置换操作。因此,设计高效的页面置换算法对于系统性能至关重要。
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本文发布于:2024-09-22 06:53:10,感谢您对本站的认可!

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