操作系统lab2实验报告1

操作系统lab2实验报告 本实验报告主要涉及操作系统的 Cache 机制、虚拟地址空间、物理地址空间、页表管理单元（MMU）、页表目录、TLB 等知识点。 一、 Cache 机制 Cache 机制是操作系统中的一种优化技术，它可以加速对主存的访问速度。 cache 可以用虚拟地址来查询，也可以用物理地址来查询。这两种方式各有其优缺。使用虚拟地址来查询 cache 可以加快访存速度，但是如果 cache 不命中，则访存速度会变得很慢。使用物理地址来查询 cache 可以使访存时间相对稳定。实验中还讨论了如何将 cache 改为用虚拟地址来查询，并将其放在 TLB 和页表前面，以提高访存效率。 二、 虚拟地址空间和物理地址空间 虚拟地址空间是操作系统中的一种机制，它可以将进程的逻辑地址空间映射到物理地址空间中。虚拟地址空间的优点是可以提供更大的地址空间，进而提高系统的可扩展性。物理地址空间是计算机系统的实际地址空间。MMU 是操作系统中的一种机制，它可以将虚拟地址转化为物理地址。 三、 页表管理单元（MMU） MMU 是操作系统中的一种机制，它可以将虚拟地址转化为物理地址。MMU 还可以将页表目录和页表联系起来，实现虚拟地址空间和物理地址空间的映射。 四、 页表目录和页表 页表目录是操作系统中的一种数据结构，它可以将虚拟地址空间映射到物理地址空间中。页表是页表目录中的一个条目，它可以将虚拟地址转化为物理地址。页表目录和页表的结合可以实现虚拟地址空间和物理地址空间的映射。 五、 TLB TLB 是操作系统中的一种缓存机制，它可以将最近访问的页表项缓存起来，以加速访存速度。TLB 中的页表项可以通过 tlbp 和 tlbwi 指令来访问和写入。 六、 Page 结构体 Page 结构体是操作系统中的一种数据结构，它可以代表物理内存页的信息。Page 结构体可以通过 page2pa 函数来访问实际的物理内存页。 七、 Queue 结构体 Queue 结构体是操作系统中的一种数据结构，它可以用于实现队列的操作。Queue 结构体可以通过链表来实现，链表的每个节点可以包含一个指针，指向下一个节点。 八、 bzero 函数 bzero 函数是操作系统中的一种函数，它可以将某个地址空间的内容清零。bzero 函数的参数是一个虚拟地址。 九、 TLB_out 函数 TLB_out 函数是操作系统中的一种函数，它可以将 TLB 中的页表项写入到物理内存中。TLB_out 函数中使用了 tlbp 和 tlbwi 指令来访问和写入 TLB。 十、 Page_list 结构体 Page_list 结构体是操作系统中的一种数据结构，它可以用于实现页表的管理。Page_list 结构体可以包含一个链表，每个节点可以包含一个指针，指向下一个节点。 本实验报告涵盖了操作系统中的多个知识点，包括 Cache 机制、虚拟地址空间、物理地址空间、MMU、页表管理单元、页表目录、TLB、Page 结构体、Queue 结构体、bzero 函数、TLB_out 函数和 Page_list 结构体。