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实验五主虚拟存储器管理

一、实验内容

模拟分页式虚拟存储管理中硬件的位置转换和缺页中断，以及选择页面调度算法处理缺

页中断。

二、实验目的

在计算机系统中，为了提高主存利用率，往往把辅助存储器（如磁盘）作为主存储器的

扩充，使多道运行的作业的全部逻辑位置空间总和可以超出主存的绝对位置空间。用这种办

法扩充的主存储器称为虚拟存储器。通过本实验帮助同学理解在分页式存储管理中怎样实现

虚拟存储器。

三、实验题目

本实验有三个题，其中第一题必做，第二、第三题中可任选一个。

第一题：模拟分页式存储管理中硬件的位置转换和产生缺页中断。

[提示]：

(1) 分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上，当作业被选中时，可把作

业的开始几页先装入主存且启动执行。为此，在为作业建立页表时，应说明哪些页已在主存，

哪些页尚未装入主存，页表的格式为：

页号标志主存块号在磁盘上的位置

其中，标志——用来表示对应页是否已经装入主存，标志位=1，则表示该页已经在主存，标

志位=0，则表示该页尚未装入主存。

主存块号——用来表示已经装入主存的页所占的块号。

在磁盘上的位置——用来指出作业副本的每一页被存放在磁盘上的位置。

(2) 作业执行时，指令中的逻辑位置指出了参加运算的操作数存放的页号和单元号，硬

件的位置转换机构按页号查页表，若该页对应标志为“1”，则表示该页已在主存，这时根据

关系式：

绝对位置=块号块长+单元号

计算出欲访问的主存单元位置。如果块长为 2 的幂次，则可把块号作为高位置部分，把

单元号作为低位置部分，两者拼接而成绝对位置。按计算出的绝对位置可以取到操作数，完

成一条指令的执行。若访问的页对应标志为“0”，则表示该页不在主存，这时硬件发“缺页

中断”信号，由操作系统按该页在磁盘上的位置，把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新

执行这条指令。

(3) 设计一个“位置转换”程序来模拟硬件的位置转换工作。当访问的页在主存时，则

形成绝对位置，但不去模拟指令的执行，而用输出转换后的位置来代替一条指令的执行。当

访问的页不在主存时，则输出“*该页页号”，表示产生了一次缺页中断。该模拟程序的算法

如图 5-1。

(4) 假定主存的每块长度为 128 个字节；现有一个共七页的作业，其中第0 页至第 3 页

已经装入主存，其余三页尚未装入主存；该作业的页表为：

0 1 5 011

1

2

3

1

1

1

8

9

1

1 / 6

012

013

021

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