用C/C++编程实现基本分页系统的逻辑地址与物理地址的转换

基本分页系统的逻辑地址与物理地址的转换是通过页表实现的。下面是一个简单的C语言程序，用于将给定的逻辑地址转换为物理地址。

#include <stdio.h>

#define PAGE_SIZE 4096
#define PAGE_TABLE_SIZE 256

// 页表条目结构体
typedef struct {
    int valid;  // 该页是否在内存中
    int frame;  // 物理地址中该页的帧号
} page_table_entry;

int main() {
    page_table_entry page_table[PAGE_TABLE_SIZE];  // 页表
    int logical_address;  // 待转换的逻辑地址
    int page_number;  // 页号
    int offset;  // 页内偏移量
    int physical_address;  // 物理地址

    // 初始化页表
    for (int i = 0; i < PAGE_TABLE_SIZE; i++) {
        page_table[i].valid = 0;  // 所有页初始都不在内存中
        page_table[i].frame = -1;  // 所有页初始都没有帧号
    }

    // 输入待转换的逻辑地址
    printf("Enter a logical address: ");
    scanf("%d", &logical_address);

    // 计算页号和页内偏移量
    page_number = logical_address / PAGE_SIZE;
    offset = logical_address % PAGE_SIZE;

    // 检查页表中是否有该页
    if (page_table[page_number].valid) {
        // 该页在内存中，计算物理地址
        physical_address = page_table[page_number].frame * PAGE_SIZE + offset;
        printf("Physical address: %d\n", physical_address);
    } else {
        // 该页不在内存中，产生缺页中断，调入该页
        // 这里只是简单地将该页的帧号赋值为页号，实际上应该调用页面置换算法进行帧号的分配
        page_table[page_number].valid = 1;
        page_table[page_number].frame = page_number;
        physical_address = page_table[page_number].frame * PAGE_SIZE + offset;
        printf("Physical address: %d (page fault)\n", physical_address);
    }

    return 0;
}

以上代码中，我们定义了一个`page_table_entry`结构体，用于表示页表中的每个条目。在主函数中，我们首先初始化了页表，然后输入待转换的逻辑地址。接着，我们通过除法和取模运算计算出页号和页内偏移量。如果该页已经在内存中，我们直接根据页号和偏移量计算出对应的物理地址。如果该页不在内存中，我们将该页的帧号赋值为页号（这里只是示例，实际上需要调用页面置换算法进行帧号的分配），然后再计算出物理地址。在计算物理地址时，我们将帧号乘以页面大小（即每页的字节数），然后加上页内偏移量，得到物理地址。

需要注意的是，以上代码中只是简单地将该页的帧号赋值为页号，实际上应该调用页面置换算法进行帧号的分配。此外，为了简化代码，我们假设页表大小为256，每页大小为4096字节。在实际应用中，这些参数的值可能会有所不同。