實存儲頁表英文解釋翻譯、實存儲頁表的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 real storage page table
分詞翻譯:
實的英語翻譯:
fact; fruit; seed; solid; true
存儲的英語翻譯:
memory; storage
【計】 MU; storager
【經】 storage; store
頁表的英語翻譯:
【電】 page table
專業解析
實存儲頁表(Real Storage Page Table),在計算機體系結構及操作系統領域,是分頁式内存管理機制中的核心數據結構。它記錄了虛拟地址空間中的邏輯頁(Page)與物理内存(主存)中的物理頁框(Page Frame)之間的映射關系。
以下是其詳細解釋:
1. 核心功能:地址轉換
- 目的: 實現虛拟内存(Virtual Memory)功能。程式使用虛拟地址(Virtual Address)進行訪問,這些地址需要被轉換為實際的物理地址(Physical Address)才能訪問主存中的數據或指令。
- 機制: 實存儲頁表存儲着每個有效虛拟頁號(Virtual Page Number, VPN)到物理頁框號(Physical Frame Number, PFN)的映射條目(Page Table Entry, PTE)。當CPU發出一個虛拟地址時,内存管理單元(MMU)會:
- 提取虛拟地址中的頁號(VPN)。
- 以該VPN作為索引,查詢實存儲頁表。
- 從對應的PTE中獲取物理頁框號(PFN)。
- 将虛拟地址中的頁内偏移(Offset)直接附加到PFN上,形成最終的物理地址。
- 公式表示:
$$
text{Physical Address} = (text{PFN} times text{Page Size}) + text{Offset}
$$
其中 Offset 直接來自虛拟地址。
2. 頁表項(PTE)的組成
每個頁表項通常包含以下關鍵信息:
- 物理頁框號(PFN): 指明該虛拟頁當前映射到哪個物理内存頁框(如果該頁已裝入内存)。
- 有效位/存在位(Valid/Present Bit): 标志該虛拟頁當前是否已裝入物理内存(有效)或仍在磁盤上(無效/缺頁)。
- 訪問位(Accessed Bit): 标志該頁最近是否被讀取或寫入過,用于頁面置換算法(如LRU)。
- 修改位(Dirty Bit): 标志該頁裝入内存後是否被修改過。若被修改過,在頁面被換出時需要寫回磁盤。
- 保護位(Protection Bits): 指明該頁的訪問權限(如隻讀、可讀可寫、可執行等)。
- 其他位: 可能包含用于緩存策略、全局頁等功能的位。
3. 性能考量與TLB
- 性能瓶頸: 每次内存訪問理論上都需要查詢頁表(位于内存中),這會導緻每次訪問實際需要兩次内存操作(查頁表 + 實際訪問),性能下降嚴重。
- 解決方案: 引入轉換後備緩沖器(Translation Lookaside Buffer, TLB)。TLB是位于MMU内部的一個高速緩存,存儲最近使用過的虛拟頁到物理頁框的映射。當CPU發出虛拟地址時,MMU首先在TLB中查找匹配項(TLB命中),若命中則直接獲得PFN,無需訪問内存中的頁表;若不命中(TLB未命中),才需要訪問内存中的實存儲頁表,并将找到的映射加載到TLB中。
4. 實際應用與變體
實存儲頁表是分頁機制的基礎實現。現代操作系統為了管理大地址空間和優化性能,采用了更複雜的頁表結構:
- 多級頁表(Hierarchical Page Table): 如x86架構的兩級頁表(頁目錄 + 頁表)、四級頁表等,解決大虛拟地址空間導緻單級頁表過大的問題。
- 反向頁表(Inverted Page Table): 條目按物理頁框組織,節省空間但查找效率較低。
- 哈希頁表(Hashed Page Table): 使用哈希表加速查找。
權威參考來源:
- 《計算機組成與設計:硬件/軟件接口》 (David A. Patterson, John L. Hennessy) - 經典教材,詳細闡述虛拟内存、頁表、TLB原理。
- 《現代操作系統》 (Andrew S. Tanenbaum) - 操作系統權威著作,深入講解分頁機制及頁表管理。
- Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer Manuals, Volume 3A - Intel官方文檔,詳述x86架構(包括保護模式、長模式)下的分頁機制、頁表格式(如PDE, PTE結構)。 (可在Intel官網獲取)
- ARM Architecture Reference Manual - ARM官方文檔,詳述ARM架構(如AArch64)下的内存管理單元(MMU)和頁表格式。 (可在ARM官網獲取)
- 麻省理工學院(MIT)課程“6.828: Operating System Engineering” - 其課程資料(如xv6文檔)提供了操作系統内核如何實現頁表管理的實例解析。
網絡擴展解釋
實存儲頁表(Real Storage Page Table)是計算機内存管理中的一個核心概念,主要用于直接管理物理内存的分頁映射。以下是詳細解釋:
1.基本定義
實存儲頁表是操作系統用于記錄物理内存頁與邏輯地址映射關系的數據結構。它直接關聯物理存儲(即實存儲),每個頁表項(Page Table Entry)存儲了邏輯頁號對應的物理塊地址及管理屬性(如存在位、訪問權限等)。
2.核心作用
- 地址轉換:将進程的邏輯地址轉換為物理地址,通過頁表項中的物理塊號(PFN)實現。
- 内存隔離:确保不同進程訪問獨立的物理内存區域,避免沖突。
- 物理資源管理:跟蹤物理内存頁的分配狀态,優化内存使用效率。
3.與虛拟内存頁表的區别
- 實存儲頁表:直接映射物理内存,通常用于早期或簡單系統(如無虛拟内存機制的系統),管理實際存在的物理頁。
- 虛拟内存頁表:支持虛拟地址到物理地址的間接映射,可能涉及多級頁表和磁盤交換(如分頁文件)。
4.技術實現
- 單級頁表結構:早期系統采用單層頁表,邏輯地址高位索引頁表項,低位表示頁内偏移。例如,32位系統中,高20位索引頁表項,低12位為偏移量,頁大小為4KB。
- 頁表項内容:包含物理頁基地址(如20位)和屬性位(如存在位、讀寫權限等),總長度通常為32位或64位。
5.典型應用場景
- 嵌入式系統:資源有限,直接管理物理内存更高效。
- 實時操作系統:避免虛拟内存引入的延遲,确保确定性響應。
實存儲頁表是物理内存分頁管理的核心工具,直接關聯邏輯地址與物理地址,適用于需要高效、直接内存訪問的場景。隨着虛拟内存技術的發展,現代系統更多采用多級頁表,但實存儲頁表仍是理解内存管理的基礎。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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