模拟请求分页虚拟存储：硬件地址变换与缺页中断实验

本实验主要涉及计算机操作系统中请求分页虚拟存储管理的硬件地址变换过程。实验的核心目的是通过实际操作来深化理解和掌握请求分页虚拟存储器管理中的地址转换机制，以及如何在系统中实现这一过程。在这个过程中，学生需熟练运用所学知识，包括： 1. **地址变换原理**： - 请求分页虚拟存储管理采用的是将作业地址空间信息存储在外存上的策略，只有被选中的作业的初始几页会被加载到主存中。作业的页表用于记录哪些页已安装（标志为1）、哪些页未安装（标志为0），以及它们在主存的块号、修改状态和外存位置。 - 当执行指令时，逻辑地址首先由页号和页内偏移量组成。硬件地址变换机构依据页号查找页表，如果页面已装入主存（标志为1），则计算绝对地址（块号乘以块大小加上页内偏移），并将其放入主存地址寄存器以获取所需数据。 2. **主存分块表设计**： - 实验要求设计一个主存分块表，这有助于管理有限的内存资源，确保页面能有效地在内存和外存之间切换。对于给定的实验示例，有8页的作业分配了4个主存块，且第0页至第3页已装入。 3. **地址变换程序设计**： - 学生需要编写一个程序来模拟地址变换过程。当访问的页面在主存时，程序会计算出绝对地址并输出，而不执行指令。如果访问页面不在主存（标志为0），则模拟缺页中断，输出相应的提示信息。 4. **中断处理流程**： - 缺页中断发生时，程序会暂停当前指令的执行，进入中断处理阶段。处理完毕后，会返回到中断前的状态，重新执行被中断的指令。 5. **实例分析**： - 实验提供了具体的页表（表10-1和表10-2）和地址变换算法框图（图10-1），学生需要基于这些信息来运行和测试地址变换程序。 6. **实验目标**： - 通过实验，学生应能够掌握虚拟存储管理中地址变换的实现步骤，理解它在提高系统效率和内存利用率方面的关键作用。 通过这个实验，参与者不仅能提升理论知识的应用能力，还能培养实际操作和调试代码的能力，以及对虚拟存储管理概念的深入理解。