简述分页系统中如何实现地址变换,分析页表大小对系统性能的影响;有快表时如何实现地址变换,影响快表变换效率的因素有哪些?
时间: 2024-04-23 10:26:05 浏览: 17
在分页系统中,地址变换是通过分页机制实现的。将逻辑地址分为页号和页内偏移量两部分,通过查找页表来实现逻辑地址到物理地址的转换。
具体来说,页表是存储在内存中的数据结构,一般由操作系统维护。每一个进程都有自己的页表,页表中的每一项都对应着进程的一页。页表中的每一项包含了该页的起始物理地址和一些额外的控制信息,例如标志位等。
地址变换的过程如下:
1. 将逻辑地址中的页号取出,用它在页表中查找对应的页表项。
2. 如果该页表项中的标志位表明该页已经被加载到了内存中,则将逻辑地址中的页内偏移量加上该页表项中的起始物理地址,得到物理地址。
3. 如果该页表项中的标志位表明该页尚未被加载到内存中,则触发缺页中断,由操作系统将该页从磁盘上加载到内存中,然后再进行地址变换。
页表大小对系统性能的影响主要体现在两个方面:
1. 页表的大小决定了页表占用的内存空间大小,如果页表过大,会导致页表无法完全放入内存中,需要进行频繁的页表换入和换出操作,影响系统的性能。
2. 页表的大小也影响了地址变换的速度。如果页表过大,查找页表的时间也会增加,从而影响地址变换的速度。另外,页表中的每一项也需要额外的空间存储控制信息,如果页表过大,会增加内存空间的消耗。
有快表时,地址变换的效率可以得到提升。快表是一种存储最近使用的页表项的高速缓存,通常是由硬件实现的。快表可以减少查找页表的次数,从而提高地址变换的速度。
快表变换效率受以下因素影响:
1. 快表的大小,快表的大小决定了能够存储多少个最近使用的页表项,如果快表太小,存储的最近使用的页表项数量较少,无法发挥优化的作用。
2. 快表的替换算法,当快表已经存满最近使用的页表项时,需要选择一些页表项进行替换。不同的替换算法会对快表的效率产生不同的影响。
3. 访问模式,如果快表中的页表项经常被访问,那么快表的效率也会相应提高。