请求分页系统模拟实验及地址变换解析

"请求分页系统是操作系统中虚拟内存管理的一种技术，旨在提高内存利用率和程序执行效率。在这个模拟实验中，重点探讨了地址变换、请求调页、页面置换等功能。实验围绕第四组的第一个任务展开，涉及的内容包括页表机制、缺页中断处理以及页面替换策略。 在请求分页系统中，每个进程都有一个页表，用于记录逻辑地址与物理地址之间的映射关系。页表中每个页表项除了包含页号和物理块号外，还额外增加了四个字段，分别是： 1. 页面是否已调入内存的标志：用于判断页面是否在内存中，若不在则触发请求调页。 2. 页面在外存中的存放位置：即外存上的文件位置，便于页面调入。 3. 页面是否被修改的标志：如果页面在内存中被修改，操作系统需要知道以便决定是否需要写回外存。 4. 访问信息：例如访问次数或最近访问时间，用于页面置换算法决策。 当逻辑地址被访问时，操作系统首先检查页表，若对应页号的页表项标记为未调入内存，就会发生缺页中断。缺页中断是一种内中断，中断处理程序会负责将所需页面从外存调入内存。如果内存有空闲块，操作系统会直接分配给缺页的进程；否则，就需要执行页面置换。页面置换算法根据一定的策略（如LRU、FIFO等）选择一个页面淘汰，淘汰的页面如果被修改过则需先写回外存，然后将新页面装入空出来的物理块，并更新页表。 实验中，假设要访问的逻辑地址为（0，1024），页号为0。操作系统查询页表发现页面不在内存，产生缺页中断。此时，如果内存有空闲块（如a号块），操作系统会将外存中对应的0号页面调入a号块，并更新页表项。若无空闲块，如页面2被选为淘汰，且内容被修改过，先将2号页面内容写回外存（覆盖旧数据），释放其占用的c号块，然后将0号页面从外存调入c号块，更新页表项为0号页面在c号块的新位置。 整个实验过程旨在让学生理解请求分页系统如何通过地址变换、请求调页和页面置换来有效地管理和使用有限的内存资源，同时学习如何应对和处理缺页中断事件。"