模拟请求分页虚拟存储：硬件地址变换实验与代码实现

本实验主要探讨的是计算机操作系统中请求分页虚拟存储管理中的硬件地址变换过程。实验的核心目的是通过实践操作，加深对请求分页虚拟存储器管理机制的理解，特别是地址变换的原理和实现。在请求分页虚拟存储管理中，作业的地址空间被分割成大小相等的页，这些页可以存储在外存上。当作业开始运行时，只加载部分页面到主存，其余页面在需要时通过请求分页机制进行加载。 实验原理关键点包括： 1. 页表设计：页表是存储每个页的相关信息的数据结构，包括页号、是否已装入主存的标志（1表示在主存，0表示不在）、主存块号、修改位以及外存地址。例如，实验中的页表（如表10-1和表10-2）就是用于快速查找和定位所需页面。 2. 地址转换过程：当程序执行时，逻辑地址会指示页号和页内偏移量。硬件地址变换机构会根据页号查表，如果页已在主存（标志为1），通过页号和偏移量计算出绝对地址，并访问相应内存位置。如果页不在主存（标志为0），则会触发缺页中断，需要后续处理。 3. 程序设计：需要设计一个地址变换程序，它会模拟硬件地址的生成过程。对于在主存的页面，程序会形成绝对地址并输出；对于不在主存的页面，程序会输出提示信息，并处理缺页中断。 4. 缺页中断处理：当发生缺页时，程序会暂停当前指令的执行，触发缺页中断处理，这可能涉及到去外存读取缺失的页面，然后将页面加载到主存，最后返回到中断前的位置，重新执行中断的指令。 5. 实例应用：实验使用了一个具体例子，假设一个有8页的作业分配了4个主存块，其中前4页已经在内存中。参与者需要根据这个场景运行地址变换程序，并观察其运行结果，理解实际的地址映射过程。 通过这个实验，学生不仅能掌握理论知识，还能提升编程技能，将理论与实践相结合，更好地理解操作系统中虚拟存储管理和地址变换在实际操作中的运作方式。