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1、LOGO第7章 存储系统LOGO高速缓冲存储器高速缓冲存储器虚拟存储器虚拟存储器相联存储器相联存储器存储保护存储保护存储系统的层次结构存储系统的层次结构主主 要要 内内 容容LOGO层次化存储体系层次化存储体系 v程序访问的局部性原理：是指程序对其存储程序访问的局部性原理：是指程序对其存储空间的访问中，空间的访问中，90%90%的访问局限于存储空间中的访问局限于存储空间中10%10%的区域，而另外的区域，而另外10%10%的访问则分布在存储的访问则分布在存储空间其余空间其余90%90%的区域中。的区域中。LOGO层次化存储体系层次化存储体系 内存内存Cache主存主存寄存器寄存器外存外存磁盘磁
2、盘CD-ROM后备存储器后备存储器磁盘磁盘光盘光盘访容问 时 间量逐逐渐渐增增加加位 价逐逐渐渐减减少少LOGO弥补弥补CPU与主存在速度上的差异与主存在速度上的差异 目的目的程序访问局部性原理程序访问局部性原理依据依据高速缓冲存储器（高速缓冲存储器（CacheCache）LOGOCache主存存储层次主存存储层次 CPUCPUCache主存主存高速缓冲存储器高速缓冲存储器（Cache）容量小容量小速度高速度高容量大容量大速度低速度低LOGO从CPU的角度CacheCache主主存存储层次存存储层次的速度接近的速度接近于于CacheCache 容量与位价容量与位价接近于主存接近于主存 高速缓冲
3、存储器（高速缓冲存储器（CacheCache）LOGO主存和缓存按块存储主存和缓存按块存储 块的大小相同块的大小相同B 为块长为块长 主存块号主存块号主存储器主存储器012m1字块字块 0字块字块 1字块字块 M1主存块号主存块号块内地址块内地址m位位b位位n位位M块块B个字个字缓存块号缓存块号块内地址块内地址c位位b位位C块块B个字个字 字块字块 0字块字块 1字块字块 C1012c1标记标记Cache缓存块号缓存块号CacheCache的工作原理的工作原理 主主存存和和缓缓存存的的编编址址LOGO缓存共有缓存共有 C 块块主存共有主存共有 M 块块M C主存块主存块 调入调入 缓存缓存主存
4、块与缓存块主存块与缓存块 建立建立 了对应关系了对应关系用用 标记记录标记记录 与某缓存块建立了对应关系的与某缓存块建立了对应关系的 主存块号主存块号命中命中未命中未命中主存块与缓存块主存块与缓存块 未建立未建立 对应关系对应关系主存块主存块 未调入未调入 缓存缓存命中与未命中命中与未命中 LOGOCPU 欲访问的信息在欲访问的信息在 Cache 中的中的 比率比率命中率命中率 与与 Cache 的的 容量容量 与与 块长块长 有关有关 一般每块可取一般每块可取 4 8 个字个字块长取一个存取周期内从主存调出的信息长度块长取一个存取周期内从主存调出的信息长度CacheCache的命中率的命中率
5、 LOGO效率效率 e 与与 命中率命中率 有关有关 设设 Cache 命中率命中率 为为 h，访问访问 Cache 的时间为的时间为 tc ，访问访问 主存主存 的时间为的时间为 tm 则则 e=100%tc h tc+(1h)tm 访问访问 Cache 的时间的时间 平均访问时间平均访问时间 e=100%Cache-Cache-主存系统的效率主存系统的效率 LOGOCache替换机构替换机构Cache存储体存储体主存主存Cache地址映射地址映射变换机构变换机构由由CPU完成完成CacheCache的基本结构的基本结构 LOGO 访问访问Cache取出信息送取出信息送CPU 访问主存访问主
6、存取出信息送取出信息送CPU将新的主存块将新的主存块调入调入Cache中中执行替换算法执行替换算法 腾出空位腾出空位 结束结束命中？命中？Cache满？满？CPU发出访问地址发出访问地址 开始开始是是否否是是否否读读CacheCache的读写操作的读写操作LOGOCache 和主存的一致性和主存的一致性 写操作时间就是访问主存的时间写操作时间就是访问主存的时间写操作时间就是访问写操作时间就是访问 Cache 的时间的时间CacheCache的读写操作的读写操作写写写直达法写直达法 Cache Cache 主存主存 写回法写回法 Cache Cache 主存主存 LOGOCache-Cache-
7、主存的地址映像主存的地址映像 A.直接映像B.全相联映像C.组相联映像LOGO直接映像直接映像 一个主存块只能映像到一个主存块只能映像到CacheCache中的中的唯一一个指定块的地址映像方式。唯一一个指定块的地址映像方式。映像函数：映像函数：j j=i mod i mod 2 2c c j j 表示表示CacheCache块号，块号，i i 表示主存块号，表示主存块号，2 2c c 表示表示CacheCache的总块数的总块数N N。LOGO 字块2m1 字块2c+1 字块2c+11 字块2c+1 字块2c 字块2c1 字块1 字块0主存储体主存储体 字块 1 标记 字块 0 标记字块 2c
8、1标记Cache存储体存储体t位位012c1 字块字块地址 主存字 块标记t 位位c 位位b 位位主存地址主存地址 比较器（比较器（t位）位）=不命中不命中有效位有效位=1？*m位位 Cache内地址内地址否否是是命中命中i=j mod C 字块字块2c+1 字块字块2c 字块字块0 字块字块 0直接映像直接映像 LOGO直接映像直接映像 Cache块号块号 块内地址块内地址c位位b位位Cache地址地址 区号区号 Cache块号块号 块内地址块内地址c位位b位位主存地址主存地址m位位LOGO主存主存 中的中的 任一块任一块 可以映射到可以映射到 Cache 中的中的 任一块任一块字块2m1字
9、块2c1字块1 字块0字块2c1字块1字块0标记标记标记标记标记标记主存字块标记主存字块标记 字块内地址字块内地址主存地址主存地址m=t+c 位位b位位m=t+cCache 存储器存储器主存储器主存储器 字块0全相联映像全相联映像 LOGO字块2m1字块2c-r+1 字块2c-r+1 字块2c-r字块2c-r 字块1 字块0 字块 3标记 字块 1标记字块 2c1标记 字块 2标记 字块 0标记字块 2c2标记 字块内地址组地址主存字块标记s=t+r 位位q=cr 位位b 位位组组012c-r1主存地址主存地址Cache主存储器主存储器m 位位共共 Q 组组，每组内两块（，每组内两块（r=1)
10、1某一主存块某一主存块 j 按模按模 Q 映射到映射到 缓存缓存 的第的第 i 组组中的中的 任一块任一块i=j mod Q直接映射直接映射全相联映射全相联映射 字块字块0 字块字块 1 字块字块 0 字块字块2c-r 字块字块2c-r+1组相联映像组相联映像 LOGO组相联映像组相联映像 c位位Cache块号块号组号组号 组内块号组内块号 块内地址块内地址q位位r位位b位位Cache地址地址t位主存块号位主存块号 区号区号 组号组号 组内块号组内块号 块内地址块内地址q位位r位位b位位主存地址主存地址m位位LOGOi=（j mod 2q）2r+k（0k2r-1）组相联映像组相联映像 映像函数
11、：映像函数：r=0：直接映像；：直接映像；r=c：全相联映像：全相联映像LOGO地址映像地址映像 块内地址数块内地址数blog2B Cache块号地址位数块号地址位数 log2N主存分区数主存分区数M 主存总字数主存总字数/BN 主存总块数主存总块数 主存总字数主存总字数/B 若若N表示表示Cache的总块数的总块数,B表示每块的字数，则：表示每块的字数，则：=Cache块数块数NCache总字数总字数/B=LOGO某一某一 主存块主存块 只能固定只能固定 映射到映射到 某一某一 缓存块缓存块直接直接全相联全相联组相联组相联某一某一 主存块主存块 能能 映射到映射到 任一任一 缓存块缓存块某一
12、某一 主存块主存块 只能只能 映射到映射到某一某一缓存缓存 组组 中的中的 任一块任一块不灵活不灵活成本高成本高地址映像小结地址映像小结 LOGOCacheCache的替换策略的替换策略 先进先出算法先进先出算法（FIFO）近期最少使用算法近期最少使用算法（LRU）考虑局部访问考虑局部访问性原理性原理不考虑局部访不考虑局部访问性原理问性原理LOGOCacheCache习题习题 1.什么是高速缓冲存储器？什么是高速缓冲存储器？它与主存是什么关系？它与主存是什么关系？其基本工作过程如何？其基本工作过程如何？高速缓冲存储器位于主存和高速缓冲存储器位于主存和CPU CPU 之间，用来存放当前正在执行的
13、程序段和之间，用来存放当前正在执行的程序段和数据中的活跃部分，使数据中的活跃部分，使CPU CPU 的访存操作大多数针对的访存操作大多数针对Cache Cache 进行，从而使程序进行，从而使程序的执行速度大大提高。高速缓冲存储器的存取速度接近于的执行速度大大提高。高速缓冲存储器的存取速度接近于CPU CPU 的速度，但是的速度，但是容量较小，它保存的信息只是主存中最急需处理的若干块的副本。容量较小，它保存的信息只是主存中最急需处理的若干块的副本。当当CPU CPU 发出读请求时，如果发出读请求时，如果Cache Cache 命中，就直接对命中，就直接对Cache Cache 进行读操作，与进
14、行读操作，与主存无关；如果主存无关；如果Cache Cache 不命中，则仍需访问主存，并把该块信息一次从主存不命中，则仍需访问主存，并把该块信息一次从主存调入调入Cache Cache 内。若此时内。若此时Cache Cache 已满，则须根据某种替换算法，用这个块替换已满，则须根据某种替换算法，用这个块替换掉掉Cache Cache 中原来的某块信息。中原来的某块信息。LOGOCacheCache习题习题 2.Cache 做在做在CPU 芯片内有什么好处？芯片内有什么好处？将指令将指令Cache 和数据和数据Cache 分开又有什么好处？分开又有什么好处？Cache Cache 做在做在C
15、PU CPU 芯片内可以提高芯片内可以提高CPU CPU 访问访问Cache Cache 的速度。的速度。将指令将指令Cache Cache 和数据和数据Cache Cache 分开的好处是分体缓存支持并行访分开的好处是分体缓存支持并行访问，即在取指部件取指令的同时，取数部件要取数据。并且，指问，即在取指部件取指令的同时，取数部件要取数据。并且，指令在程序执行中一般不需要修改，故指令令在程序执行中一般不需要修改，故指令Cache Cache 中的内容不需写中的内容不需写回到主存中去。回到主存中去。LOGOCacheCache习题习题 4.在下列在下列 Cache 替换算法中，一般说来哪一种比较
16、好（）。替换算法中，一般说来哪一种比较好（）。A随机法随机法 B先进先出法先进先出法 C后进先出法后进先出法 D近期最少使用法近期最少使用法3.一般来讲，直接映象常用在（）。一般来讲，直接映象常用在（）。A小容量高速小容量高速Cache B大容量高速大容量高速CacheC小容量低速小容量低速Cache D大容量低速大容量低速CacheLOGOCacheCache习题习题 6.某计算机的某计算机的Cache共有共有16块，采用块，采用2路组相联映射方式（即路组相联映射方式（即每组两块）。每个主存块大小为每组两块）。每个主存块大小为32字节，按字节编址。主存字节，按字节编址。主存129号单元所在主
17、存块应装入到的号单元所在主存块应装入到的Cache组号为（组号为（）。）。A0 B2 C4 D65.组相联映象和全相联映象通常适合于（）。组相联映象和全相联映象通常适合于（）。A小容量小容量Cache B大容量大容量Cache C小容量小容量ROM D大容量大容量ROMLOGOCacheCache习题习题 7.在关于主存与在关于主存与Cache地址映射的方式中，叙述地址映射的方式中，叙述 是正确的是（是正确的是（）。）。A全相映射方式适用于大容量的全相映射方式适用于大容量的B直接映射是一对一的映射关系，组相联映射是直接映射是一对一的映射关系，组相联映射是 多对一的映射关系多对一的映射关系C在在
18、Cache容量相等条件下，直接映射方式的命容量相等条件下，直接映射方式的命 中率比组相连映射方式有更高的命中率中率比组相连映射方式有更高的命中率D在在Cache容量相等条件下，组相连映射比直接容量相等条件下，组相连映射比直接 相连方式有更高的命中率相连方式有更高的命中率LOGOCacheCache习题习题 8.为了提高计算机的性能，采用为了提高计算机的性能，采用Cache、虚拟存、虚拟存储器等多项技术，（储器等多项技术，（）不属于）不属于Cache的特征。的特征。A为了提高速度全面采用硬件实现为了提高速度全面采用硬件实现B可以显著提高计算机的主存速度可以显著提高计算机的主存速度C可以显著提高计
19、算机的主存容量可以显著提高计算机的主存容量D对程序员是透明的对程序员是透明的LOGOCacheCache习题习题 （1）画出主存与）画出主存与Cache的地址格式，并说明每个字段多少位？的地址格式，并说明每个字段多少位？9.设某计算机的主存储器为设某计算机的主存储器为512K16位，位，Cache 容量为容量为8K16位，每块为位，每块为8个字。个字。要求：要求：Cache和主存采用直接地址映像。和主存采用直接地址映像。（2）Cache中可装入多少块主存中的数据？中可装入多少块主存中的数据？LOGOCacheCache习题习题 （1）画出主存与）画出主存与Cache的地址格式，并说明每个字段多
20、少位？的地址格式，并说明每个字段多少位？10.设某计算机的主存储器为设某计算机的主存储器为512K16位，位，Cache 容量为容量为8K16位，每块为位，每块为8个字，个字，Cache和主存和主存 采用组相联地址映像，每组采用组相联地址映像，每组4块。块。LOGOCacheCache习题习题 （1）若若CPU依次从主存单元依次从主存单元0，1，99和和4096，4097 4195交替取指令，循环执行交替取指令，循环执行10次，问命中率是多少？次，问命中率是多少？11.设某计算机采用直接映像设某计算机采用直接映像Cache，已知，已知Cache容容量为量为4096B。（2）如如Cache存取时
21、间为存取时间为45ns，主存存取时间为，主存存取时间为250ns，Cache命中率为命中率为95%，求平均存取时间？，求平均存取时间？LOGOCacheCache习题习题 12.设某机主存容量为设某机主存容量为MB，Cache 容量为容量为16KB，每，每块包含块包含8个字，每字个字，每字32 位，设计一个四路组相联映像（即位，设计一个四路组相联映像（即Cache 每组内共有四个块）的每组内共有四个块）的Cache 组织，要求：组织，要求：（）（）画出主存地址字段中各段的位数。画出主存地址字段中各段的位数。（）（）设设Cache 的初态为空，的初态为空，CPU 依次从主存第依次从主存第0、1、
22、2、99号单元读出号单元读出100个字（主存一次读出一个字）个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读并重复按此次序读8次，问命中率是多少？次，问命中率是多少？（）（）若若Cache 的速度是主存的的速度是主存的6倍，试问有倍，试问有Cache 和和无无Cache 相比，速度提高多少倍？相比，速度提高多少倍？LOGO虚拟存储器虚拟存储器 CPUCPUCacheCache主存主存辅存辅存辅助软硬件辅助软硬件 辅助硬件辅助硬件CacheCache主存主存辅存三级存储体系辅存三级存储体系 LOGO虚拟存储器虚拟存储器 建立在主存与辅存物理结构基础之上，由附加硬件装置以及操作系统存储管理软件组成的一
23、种存储体系。它以程序访问的局部性原则为基础，通过某种策略，把辅存中的信息分批调入主存，给用户提供了一个比实际容量大得多的逻辑地址空间来访问主存，解决了许多程序运行时内存空间不够的问题。从CPU的角度看，主存辅存层次的速度接近于主存，容量与位价则接近于辅存。定定 义义LOGO虚拟存储器虚拟存储器 主存储器的页称为主存储器的页称为实页实页 虚拟存储器中的页称为虚拟存储器中的页称为虚页虚页 物理地址物理地址由由CPU地址引脚送出，用于访问地址引脚送出，用于访问 主存的地址。主存的地址。虚拟地址虚拟地址由编译程序生成的，是程序的由编译程序生成的，是程序的逻辑地址，其地址空间的大小受到辅助逻辑地址，其地
24、址空间的大小受到辅助存储器容量的限制。存储器容量的限制。LOGO程序划分成一个个信息块程序划分成一个个信息块1信息块从慢存向快存调度信息块从慢存向快存调度 2调度时采用一定的替换策略调度时采用一定的替换策略 3虚存与高缓的异同虚存与高缓的异同 LOGO对主存的作用不同对主存的作用不同 1CPU对其访问的速度比不同对其访问的速度比不同 2CPU与其通路不同与其通路不同 3透明性不同透明性不同 4虚存与高缓的异同虚存与高缓的异同 LOGO虚拟地址空间虚拟地址空间主存地址空间主存地址空间辅存地址空间辅存地址空间把虚拟地址空间把虚拟地址空间映象到主存地址映象到主存地址空间空间地址映像地址映像地址变换地
25、址变换三种地址空间三种地址空间地址映像与变换地址映像与变换 页式虚拟存储器页式虚拟存储器段式虚拟存储器段式虚拟存储器段页式虚拟存储器段页式虚拟存储器LOGO页式虚拟存储器页式虚拟存储器 页面大小：页面大小：512B64KB 页表：记录每个虚页在主存中的实际位置页表：记录每个虚页在主存中的实际位置 每道程序对应一个页表每道程序对应一个页表 虚存页号虚存页号 主存页号主存页号 装入位装入位 访问方式访问方式 专用位专用位021171200（页表的形式）（页表的形式）LOGO X道程序的道程序的 页表页表页表页表XX+1X+2X+3X+47348100页式虚拟存储器页式虚拟存储器 例：例：CPU要访
26、问的虚地址是用户程序要访问的虚地址是用户程序b（第（第X道程序）的第道程序）的第2页中的某一个单页中的某一个单元。该用户程序共元。该用户程序共5页（编号页（编号0-4），第），第2页装入主存中的第页装入主存中的第4页（装入位为页（装入位为1），经地址变换可得实地址。），经地址变换可得实地址。用户标志用户标志 用户虚页号用户虚页号 页内地址页内地址 实页号实页号 页内地址页内地址实地址实地址5X页表基址寄存器页表基址寄存器01bN-1LOGO页式虚拟存储器页式虚拟存储器 主要优点：主要优点：1.主存储器的利用率比较高。主存储器的利用率比较高。2.页表相对比较简单。页表相对比较简单。3.地址变换的
27、速度比较快。地址变换的速度比较快。4.对磁盘的管理比较容易。对磁盘的管理比较容易。主要缺点：主要缺点：1.程序的模块化性能不好。程序的模块化性能不好。2.页表很长，需要占用很大的存储空间。页表很长，需要占用很大的存储空间。例如：例如：虚拟存储空间4GB，页大小1KB，则页表的容量为4M字，16MB。LOGO段式虚拟存储器段式虚拟存储器 按段分配进行管理，每段大小可以各不相同。按段分配进行管理，每段大小可以各不相同。段表：记录该程序各程序段装入主存的状态信息。段表：记录该程序各程序段装入主存的状态信息。每道程序对应一个段表每道程序对应一个段表 01K150017K11K28K0 虚存段号虚存段号
28、 段起始地址段起始地址 装入位装入位 段长段长 访问方式访问方式（段表的形式）（段表的形式）LOGO段式虚拟存储器段式虚拟存储器 例：访问例：访问D道程序第道程序第1段的第段的第1.5KB单元，此单元在主存中的实际地址是单元，此单元在主存中的实际地址是7.5KB。0段1段2段D道程序的道程序的程序空间程序空间01K-102K-101K-1 基号基号 段号段号 段内地址段内地址多用户虚地址多用户虚地址3d段表基址寄存器段表基址寄存器0DN-1段表长度段表长度 段表基址段表基址主存空间主存空间6K8K7.5KD道道1段段2KD道道程序程序实地址实地址段起始段起始地址地址装入位装入位 段长段长访问访
29、问方式方式02K116K120LOGO段式虚拟存储器段式虚拟存储器 主要优点：主要优点：1.程序的模块化性能好。程序的模块化性能好。2.便于程序和数据的共享。便于程序和数据的共享。3.程序的动态链接和调度比较容易。程序的动态链接和调度比较容易。4.便于实现信息保护。便于实现信息保护。主要缺点：主要缺点：1.地址变换所花费的时间长，两次加法。地址变换所花费的时间长，两次加法。2.主存储器的利用率往往比较低。主存储器的利用率往往比较低。3.对辅存（磁盘存储器）的管理比较困难。对辅存（磁盘存储器）的管理比较困难。LOGO段页式虚拟存储器段页式虚拟存储器 先分段先分段再分页再分页 LOGO段页式虚拟存
30、储器段页式虚拟存储器 LOGO存储保护存储保护 存储区域保护存储区域保护1访问方式保护访问方式保护2管理状态和用户状态管理状态和用户状态3LOGO相联存储器相联存储器 一般存储器一般存储器相联存储器相联存储器接收一个地接收一个地址，访问该址，访问该地址中的数地址中的数据。据。并行搜索所有并行搜索所有单元，标记那单元，标记那些与特定数据些与特定数据匹配的单元，匹配的单元，然后读出匹配然后读出匹配的数据值。的数据值。相联存储器是按内容寻址的存储器。相联存储器是按内容寻址的存储器。LOGO虚拟存储器习题虚拟存储器习题 页面容量为页面容量为：1.在页式虚拟存储器中，若主存容量为在页式虚拟存储器中，若主
31、存容量为16MB，页面容量，页面容量为为4KB，程序地址空间为，程序地址空间为1GB，问虚页号有多少位？页，问虚页号有多少位？页表长度为多少？页内地址有多少位？表长度为多少？页内地址有多少位？4KB=212B解：解：程序地址空间程序地址空间容量为容量为：1GB=230B虚页号的位数为虚页号的位数为：30-12=18位位页表长度为：页表长度为：218页内地址为：页内地址为：12位位LOGO虚拟存储器习题虚拟存储器习题 1.什么是虚拟存储器？什么是虚拟存储器？建立在主存与辅存物理结构基础之上，由附加硬件装建立在主存与辅存物理结构基础之上，由附加硬件装置以及操作系统存储管理软件组成的一种存储体系。它
32、以置以及操作系统存储管理软件组成的一种存储体系。它以程序访问的局部性原则为基础，通过某种策略，把辅存中程序访问的局部性原则为基础，通过某种策略，把辅存中的信息分批调入主存，给用户提供了一个比实际容量大得的信息分批调入主存，给用户提供了一个比实际容量大得多的逻辑地址空间来访问主存，解决了许多程序运行时内多的逻辑地址空间来访问主存，解决了许多程序运行时内存空间不够的问题。从存空间不够的问题。从CPU的角度看，主存的角度看，主存辅存层次的辅存层次的速度接近于主存，容量与位价则接近于辅存。速度接近于主存，容量与位价则接近于辅存。LOGO虚拟存储器习题虚拟存储器习题 2.简述虚拟存储器的三种管理方式。简
33、述虚拟存储器的三种管理方式。页式虚拟存储器是把虚拟存储空间和实际存储空间等页式虚拟存储器是把虚拟存储空间和实际存储空间等分成固定容量的页，各虚拟页可装入中不同的实际页面位分成固定容量的页，各虚拟页可装入中不同的实际页面位置；置；段式虚拟存储器是将主存按段分配，段长度不固定，段式虚拟存储器是将主存按段分配，段长度不固定，由由OS为程序分配各段；为程序分配各段；段页式是前两种的结合，它将存储空间按逻辑模块分段页式是前两种的结合，它将存储空间按逻辑模块分段再分成若干页通过段表和页表进行访存。段再分成若干页通过段表和页表进行访存。LOGO虚拟存储器习题虚拟存储器习题 3.虚拟存储器中，页面的大小不能太
34、小，也不能太大，为虚拟存储器中，页面的大小不能太小，也不能太大，为什么？什么？虚拟存储器中，页面如果太小，虚拟存储器中包贪的虚拟存储器中，页面如果太小，虚拟存储器中包贪的页面个数就会过多，使得页表的体积过大，页表本身占据页面个数就会过多，使得页表的体积过大，页表本身占据的存储空间过大，操作速度将变慢；当页面太大时，虚拟的存储空间过大，操作速度将变慢；当页面太大时，虚拟存储器中的页面个数会变少，由于主存的容量比虚拟存储存储器中的页面个数会变少，由于主存的容量比虚拟存储器的容量少，主存中的页面个数会更少，每一次页面装入器的容量少，主存中的页面个数会更少，每一次页面装入的时间会变长，每当需要装入新的
35、页面时，速度会变慢。的时间会变长，每当需要装入新的页面时，速度会变慢。所以在虚拟存储器中如果页面的大小太大或太小，都会影所以在虚拟存储器中如果页面的大小太大或太小，都会影响访存速度。响访存速度。LOGO虚拟存储器习题虚拟存储器习题 4.在页式虚拟存储器中，程序的地址空间由在页式虚拟存储器中，程序的地址空间由6个页面组成，个页面组成，第第0个页面映像到内存的第个页面映像到内存的第1个页框架，第个页框架，第1个页面映像到个页面映像到外存，第外存，第2个页面映像到内存的第个页面映像到内存的第3个页框架，第个页框架，第3个页面个页面映像到内存的第映像到内存的第2个页框架，第个页框架，第4个页面映像到内
36、存的第个页面映像到内存的第8个页框架，第个页框架，第5个页面映像到外存，试写出页表的内容。个页面映像到外存，试写出页表的内容。页表内容为：页表内容为：虚页号虚页号物理页号物理页号装入位装入位0 01 11 11 1-0 02 23 31 13 37 71 14 48 81 15 5-0 0LOGO虚拟存储器习题虚拟存储器习题 5.已知采用页式虚拟存储器，某程序中一条指令的虚地已知采用页式虚拟存储器，某程序中一条指令的虚地址是：址是：00 0001 1111 1110 0000。该程序的页表起始地址是。该程序的页表起始地址是0011，页面大小，页面大小1K，页表中有关单元最末四位（实，页表中有关
37、单元最末四位（实页号）见下表：页号）见下表：虚页号虚页号装入位装入位实页号实页号007H007H1 100010001300H300H1 100110011307H307H1 111001100请指出指令地址（虚地址）变换后的主存实地址。请指出指令地址（虚地址）变换后的主存实地址。LOGO虚拟存储器习题虚拟存储器习题 6.一个虚拟存储器有一个虚拟存储器有8个页面，页面大小为个页面，页面大小为1024字，内存字，内存有有4个页面框架，页面的内容为：个页面框架，页面的内容为：（1）哪些虚拟地址将引起页面失效？）哪些虚拟地址将引起页面失效？（2）对应以下虚拟地址的主存地址是什么？）对应以下虚拟地址的主存地址是什么？A、0 B、3278 C、1023 D、1024 E、1025 F、7800 G、4096虚页号虚页号01234567实页号实页号31-2-0-LOGO虚拟存储器习题虚拟存储器习题 7.设有一道程序，有设有一道程序，有04共共5页，执行时的页地址流（即页，执行时的页地址流（即执行时依次用到的程序页的页号）为：执行时依次用到的程序页的页号）为：1，2，1，0，4，1，3，4，2，1，4，1。若分给该道程序的主页有。若分给该道程序的主页有3页，页，试说明分别采用试说明分别采用FIFO，LRU两种替换算法时的替换情况。两种替换算法时的替换情况。