计算机组成原理：段式管理与存储系统解析

"段式管理的地址变换用段表-计算机组成原理第三章课件(白中英版)" 本文将详细探讨计算机存储系统中的段式管理及其地址变换机制，这在计算机组成原理中是一个重要的概念。段式管理是内存管理的一种方法，它将程序分解成逻辑上独立的段，每个段包含相关的代码或数据。这种组织方式有利于程序的模块化，便于共享和保护。 地址变换的过程如下： 1. **段号与段内地址**：在段式管理中，一个虚拟地址由段号和段内地址两部分组成。段号标识了特定的段，而段内地址则是在该段内的偏移量。 2. **段表**：每个进程都有一个段表，存储了每个段的相关信息，包括段起始地址（或称为段基址）、段长度以及可能的权限信息等。段表在主存中占用一定的空间。 3. **段表基地址**：系统有一个寄存器，称为段表基址寄存器，存储了段表在主存中的起始位置。这个寄存器的值是动态变化的，取决于当前执行的进程。 4. **虚存地址到实存地址的转换**：当处理机执行指令时，它使用的虚拟地址首先会被拆分成段号和段内地址。然后，段号被用来在段表中查找对应的条目。找到后，结合段内地址计算出实际的主存地址，即实存地址。 5. **段表的结构**：段表通常包含段号、段起始地址、段长和装入位等字段。装入位用于指示段是否已加载到主存。段长表示该段的最大大小，有助于检查地址合法性。 除了段式管理，文件中还提到了其他存储器相关的内容： - **存储器概述**：存储器的主要功能是存储和读取数据，其性能要求包括大容量、高速度和低成本。存储器可以分为基本存储单元、存储单元和整个存储器系统。 - **存储器分类**：根据不同的标准，存储器可以分为半导体存储器和磁表面存储器；随机存取存储器（RAM）和顺序存储器；只读存储器（ROM）和可读写存储器；以及主存、辅存、高速缓存和控制存储器等。 - **存储器的分级结构**：包括寄存器、高速缓存（Cache）、主存储器和辅助存储器。寄存器是最快的，但容量有限；Cache用于缓解主存速度和CPU速度之间的差距；主存储器用于存放当前运行的程序和数据；辅助存储器（如磁盘或光盘）提供大量存储空间，但访问速度较慢。 - **主存储器的技术指标**：主要包括存储容量（通常以字节为单位，但厂商可能会以1000而不是1024作为基数表达容量）、存取时间（访问数据所需的时间）、存取周期（连续两次访问的最小时间间隔）以及存储器带宽（数据传输速率）。 这些内容构成了计算机组成原理中的核心概念，理解这些原理对于理解计算机系统的工作方式至关重要。