段页式存储管理是计算机内存管理的一种方式,将物理内存划分成若干个固定大小的块称为页框,将逻辑内存划分成多个固定大小的段,每段可以包含若干页框,映射表是用来实现逻辑地址与物理地址之间的映射关系的数据结构。其中,段页式存储管理的地址映射表(Page Table)是一项非常重要的组成部分。
一、地址映射表的存储结构
段页式存储管理中,地址映射表通常有两种存储结构。
第一种结构是一维表结构,通过一张一维表来映射逻辑地址和物理地址之间的关系。这种结构简单易用,但需要对每个进程的映射表进行单独维护,同时表的大小受限于地址空间的大小。
第二种结构是多级页表结构,在这种结构中,逻辑地址被分成了几个层次,每一层都通过一个页表来映射逻辑地址,页表之间通过指针相互连接。多级页表结构使得表的大小不再受限于地址空间的大小,而且可以动态地扩展表的大小,但需要更多的计算和内存空间来维护这种结构。
二、地址映射表的实现原理
段页式存储管理中,地址映射表的实现原理是将逻辑地址分割成段号和页号两部分,通过段号访问段表,得到对应的页表地址,再通过页号访问页表,得到对应的物理地址。
例如,一个逻辑地址为0x008a,其中高8位是段号,低8位是页号。假设段表的起始地址为0x0000,每个条目占用2个字节,可以得到段号为0x00,也就是段表的第0项,得到该项的页表地址0x1000。接着访问页表0x1000,得到该页表第0x8a项,即物理页号为0x3456,再加上该段的物理起始地址即可得到物理地址。
三、地址映射表的优化策略
段页式存储管理中,地址映射表的查找效率直接影响到系统的性能,因此需要采用优化策略来提高地址映射表的查找效率。
第一种优化策略是采用缓存策略,对常访问的页表进行缓存,避免频繁的访问内存,从而提高访问速度。
第二种优化策略是采用快表技术,将最近访问过的页表项放在一个快表中,不必每次都去访问内存,只有当页表项不在快表中时才需要访问内存。
第三种优化策略是采用反向页表技术,将物理地址作为索引,将页表项中的进程标识符和页号组成的结构体作为数据存储在反向页表中,从而可以快速找到该物理地址所对应的进程和页号。
四、总结
段页式存储管理中的地址映射表是实现逻辑地址与物理地址之间映射关系的数据结构,常用的存储结构包括一维表和多级页表。地址映射表的实现原理是通过段号和页号的组合访问段表和页表,得到对应的物理地址。针对地址映射表查找效率的问题,可以采用缓存策略、快表技术和反向页表技术等优化策略,从而提高系统的性能。
扫码咨询 领取资料