某计算机的 CPU 地址长度为 48 位，物理内存块(页框)大小为 4KB，在采用请求页式存储管理方式下，页表项和页目录表项结构相同， 长度均为 8B。在实现地址转换过程中，问采用几级页表比较合适?请给 出详细计算过程。

首先，我们需要计算出物理内存的总大小。由于物理内存块大小为 4KB，因此物理内存总大小为：

$$
2^{48} \div 2^{12} = 2^{36} \text{B} = 64 \text{TB}
$$

接下来，我们需要计算出每个页表项可以映射的虚拟地址空间大小。由于页表项长度为 8B，因此每个页表项可以映射 $2^8$ 个物理页框，即 $2^8 \times 2^{12} = 2^{20}$B 的物理内存。

然后，我们可以计算出一级页表可以映射的虚拟地址空间大小。假设一级页表可以映射 $N$ 个页表项，则它可以映射的虚拟地址空间大小为：

$$
N \times 2^{20} \text{B}
$$

根据请求页式存储管理的原理，虚拟地址被分为两部分：页目录项索引和页表项索引。假设一级页表可以映射 $N$ 个页表项，则虚拟地址的前 $20$ 位用于表示页目录项索引，后 $20$ 位用于表示页表项索引。

因此，我们可以得到以下公式，计算出所需的一级页表数量：

$$
\begin{aligned}
&2^{48} \div (N \times 2^{20}) = 2^{20} \\
\Rightarrow &N = 2^{8}
\end{aligned}
$$

也就是说，采用一级页表可以满足需求，因为一级页表可以映射 $2^8$ 个页表项，每个页表项可以映射 $2^{20}$B 的物理内存，总共可以映射 $2^{28}$B 的物理内存，远大于物理内存总大小。因此，采用一级页表比较合适。

相关问题

1、简述存储管理的任务。简述在具有快表的请求分页系统中，将逻辑地址变换为物理地址的完整过程。

存储管理的任务是管理计算机系统的内存，以便为各种程序和数据提供必要的内存空间，并确保不同程序之间的内存不会相互干扰。存储管理的任务包括内存分配、内存保护、内存扩充、内存回收、虚拟存储等。

在具有快表的请求分页系统中，将逻辑地址变换为物理地址的完整过程如下：

1. 从CPU中获取逻辑地址。
2. 根据逻辑地址中的页号，查找快表。如果快表中存在该页号对应的物理页框号，则直接将该物理页框号与逻辑地址中的页内偏移量相加，得到物理地址。
3. 如果快表中不存在该页号对应的物理页框号，则需要进行页表查找。
4. 从页表的页目录项中获取该页号对应的页表的物理地址。
5. 根据该物理地址，从内存中获取页表，然后从页表中找到该页号对应的页表项。
6. 如果该页表项的有效位为0，则表示该页不在内存中，需要进行缺页中断处理。
7. 如果该页表项的有效位为1，则从该页表项中获取该页对应的物理页框号，然后将该物理页框号与逻辑地址中的页内偏移量相加，得到物理地址。
8. 将物理地址返回给CPU，CPU根据该物理地址从内存中读取或写入数据。

整个过程中，快表主要用于加速地址变换，可以减少对页表的访问次数，提高系统的运行效率。在快表中缓存了最近访问的一些物理页框号，可以避免每次访问都需要查找页表的情况。如果快表中没有缓存需要的物理页框号，则需要进行页表查找，该过程中需要访问内存，因此速度相对较慢。

某以8088为CPU的微型计算机内存RAM区为00000H～3FFFFH，若采用2164 需要多少芯片？

2164是一个4K x 4位的静态RAM，可以存储4KB=4096字节的数据。

微型计算机的内存区域为00000H~3FFFFH，共有262144个地址，需要使用262144/4096=64个2164芯片才能覆盖全部内存。