虚拟页式存储算法（页式虚拟存储练习）

页表信息字

A.实页号

B.装入位(有效位)P

C.修改位

D.替换控制位:反映该页在主存中的活跃程度

E.其它:访问权限控制等.

把页表中最活跃部分放在高速存储器中,组成一快表(用硬件),以减少开销.

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例： 一个存储系统有32位程序地址空间，页面容量为1KB，主存的容量为8MB，问： (1) 页表将有多少行？ (2) 页表的每一行有多少位？页表的容量有多少字节？

解：

(1) 页表的长度为222 =4M行

(2) 主存的容量为8MB=223B

主存中页框架的数量有223 / 210 = 213个。页表中主存页号字段是13位长，加上其它信息将超过16位。

设页表的每一项至少为16位（每个页表项2字节） ， 则页表的容量为4M×2 = 8MB。

例： 一个虚拟存储器有8个页面，页面大小为1024字，内存有4个页面框架。页表的内容为： 虚页号 实页号 0 3 1 1 2 - 3 - 4 2 5 - 6 0 7 - 对应于虚拟地址4098的主存地址是什么？

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解：4098÷1024 = 4......2，所以虚页号为4，页内地址为2。从表中查得实页号为2，实际地址为2×1024 2 = 2050。

思考：某计算机的页式虚存管理中采用长度为32字的页面。页表内容如下表所示，求当CPU程序按下列2进制虚拟字地址访存时产生的实际字地址。 (1) 00001101 (2) 10000000 (3) 00101000

答：页面长度为32字，则页内地址5位，8位地址码中的高3位为虚页号，从表中查出2位实页号，与页内地址合并构成7位实际物理内存的地址。 (1) 虚页号为000，查得实页号01，与页内地址01101合并，得0101101。 (2) 虚页号为100，查得实页号10，与页内地址00000合并，得1000000。 (3) 虚页号为001，查得该页未装入内存，没有相应的内存地址。

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CISC：复杂指令系统计算机

RISC：精简指令系统计算机

指令字长度指一个指令字中包含二进制代码的位数

机器字长是指计算机能处理的二进制数据的位数

机器字长通常与主存单元的位数一致

例1 设某台计算机有100条指令， (1) 采用固定长度操作码编码，试设计其操作码的编码。 (2) 假如这100条指令中有10条指令的使用概率达到90%，其余90条指令的使用概率为10%。试采用不等长编码设计操作码。

解：

(1) 采用固定长度操作码编码时，需要7位操作码。取其中的100个代码作为指令操作码，可以用0000000到1100011之间的代码代表100条指令，即

0000000 指令0的操作码

0000001 指令1的操作码

…

1100011 指令99的操作码

剩下从1100100到1111111共28个代码可用于增加新指令，每条指令的操作码的长度都是7。

(2) 用4位代码对10条常用指令进行编码，用8位代码对90条不常用代码进行编码，即

0000 指令0的操作码

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0001 指令1的操作码

…

1000 指令8的操作码

1001 指令9的操作码

10100000 指令10的操作码

10100001 指令11的操作码

…

11111001 指令99的操作码

指令操作码的平均长度为

4×90% 8×10% = 4.4位。

例2 若某计算机要求有如下形式的指令：三地址指令12条，二地址指令60条，零地址指令16条(不要求有单地址指令)。设指令字长为16位，每个地址码长为4位，试用扩展操作码为其编码。

解：三个地址码字段占12位。剩下4位作为操作码，12条指令的操作码分别为0000、0001、0010、…、1011。

n 在双地址指令中，操作码扩展到8位。取其中6位，可以有64个编码，取60个，即1100 0000～1111 1011。

n 零地址指令中，全部16位指令代码都是操作码，取其前16个编码，即1111 1100 0000 0000～1111 1100 0000 1111。

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