1.物理地址/逻辑地址相互关系

1.系统位数、虚拟地址空间大小、虚拟地址总位数（按字节编址）三者等价，可以相互推出

2.一级页表情况下，页号和页表索引是同一概念：页号 + 页内偏移量 = 虚拟地址总位数；也是多级页表下最后一级的页表

3.二级页表情况下，顶级页表的页号为页目录号：页目录号 +  页号 + 页内偏移量 = 虚拟地址总位数

4.页目录表大小（顶级页表总占用空间）= 页目录号总个数（通过页目录号的位数推出） * 单个页目录项的长度（每个页目录项的大小相同）

5.逻辑页号/虚页号 = 页目录号 + 页号：总的虚页号用于查找TLB

①逻辑地址 = 逻辑页号 + 页内偏移量

②逻辑页号根据使用的是几级页表被拆分为几个部分，即一级页表情况下，逻辑页号 = 页号；二级页表情况下，逻辑页号 = 页号 + 页目录号

6.页内偏移量/页内地址、页面大小、页框大小三者等价

7.具体的地址（例如123456H）和被拆分成三部分的虚拟地址（12H、34H、56H）之间可以相互转化

8.页框号 + 页内偏移量 = 物理地址：

①查找根据逻辑地址TLB或者内存中的慢表的目的是得到物理地址的页框号

②查到物理地址的页框号后，根据逻辑地址中的页内偏移量可以拼接得到最终的物理地址

③逻辑地址到物理地址的转换过程中页内偏移量是不变的

9.页表大小（二级页表总占用空间）= 页表项总个数（通过页表的位数推出） * 单个页表项长度（每个页表项的大小相同）（与页目录项同理）

10.目标页表项的物理地址 = 页表的起始物理地址 + 页号 * 页表项长度：

①页表在内存中是连续存放的（类似数组），故它们可以根据页号和单个页表项长度找到目标页表项的物理地址（数组元素大小和数组下标）

②根据页表项的物理地址可以找到该页表项中的具体内容，根据具体内容答题

11.目标页目录项的物理地址 = 页目录的起始物理地址 + 页目录号 * 页目录项长度：找到该页目录项的具体内容后，可以根据10中关系再最终找到目标页表

2.存储系统

1.磁盘以块为单位

2.内存物理上被分为若干页框（考试中一般认为页框大小和磁盘块大小一致，但是现实中可能一致）

3.进程被分为若干页面，每个进程的页面被离散的放在内存中的页框中

4.CPU访问进程某个页面时需要查询TLB/慢表进行地址转换：

①进程的页面和页表项一一对应

②每个页表项中记录页号和实际物理地址的页框号的映射关系，以及是否有效（是否已经调入内存/是否缺页）

5.进程间有共享的页面（每个进程都有一个固定的地址部分映射到内核区的代码和内核数据，用于实现各种系统调用）：

①当进程之间利用系统调用进行通信的时，进程A先通过系统调用（存放在内核代码区）将要通信的内容存放在内核数据区

②进程B再通过系统调用将存放在内核数据区的内容取出，并放入自己的数据区中（进程A和进程B的内核区映射到的是同一片主存地址空间）

6.进程的数据区由若干指令组成，执行指令时可能需要访问某个虚拟地址，CPU就会将虚拟地址从指令中拆分出来，并进行虚拟地址到物理地址的转换：

①使用虚拟地址中的虚拟页号查询TLB（TLB存放的是虚拟页号和物理地址页框号的映射关系）

②TLB命中（TLB中有和虚拟页号对应的表项）且有效位为1时：该情况下不可能发生缺页

（1）将该表项中存放的页框号和页内偏移量进行拼接得到物理地址

（2）根据物理地址中的页框号找到对应页框

（3）根据页内偏移量找到对应的具体数据，并取出该数据

③TLB命中但有效位为0，或者TLB未命中：

（1）根据页表始址寄存器中存放的内容（页表始址）得到存放该进程页表的页表始址（进程未运行，页表始址存放在PCB中；进程上处理机运行时，CPU将页表始址从PCB中取出并放入页表始址寄存器中）

（2）查询该页的页表项得到物理地址的页框号，并将该映射关系复制到TLB中：该页的页表项（记录放该页号和其实际主存中物理页框的映射关系）的地址 = 页表始址 + 页号 * 单个页表项大小（页表项采用连续存储的方式，占用一片连续的存储空间）

（3）根据页表项中记录的物理页框号和页内偏移量进行拼接，得到具体数据的物理地址，取出数据

④TLB未命中，且慢表命中但有效位为0，即发生缺页：

（1）发生缺页异常（页故障），操作系统检测到该异常后，会对该异常进行处理，即调页（读磁盘块），慢表中的页表项中保存着其外存地址，根据此外存地址将外存中的物理块（考试中默认大小与页相等）读入主存

（2）主存仍有空闲页框：该块调入主存的空闲页框中，并修改相应页表项

（3）主存没有空闲页框：先根据页面置换算法选择一个页面淘汰，并且根据其脏位判断是否应该写回外存；然后再将该页面放入被淘汰页面之前所占用的页框中（覆盖），并修改相应页表项（慢表和TLB）

（4）执行完调页后，将会重新执行引发缺页异常的指令（重新执行一遍访存过程）：在408中，某一条指令引发缺页异常，操作系统处理完缺页异常（即完成调页），该指令重新执行时，TLB命中（缺页异常处理也会将TLB中的表项进行更新）

7.假设物理页框中可以存放数组A的1024个数组元素（即A[0] - A[1023]），TLB表初始为空，执行一下代码：

for (int i = 0; i < 1024; i++) a[i] = 0;

共需要访问1025次内存：

第1次访存，TLB未命中，根据内存中的慢表得到A[0]的逻辑地址得到A[0]的物理地址，并将该逻辑地址和物理地址的映射关系存入TLB中

第2次访存：根据A[0]的物理地址取出A[0]的数据

第3 - 1025次访存：TLB命中，分别根据表中的映射关系得到A[1] - A[1023]的物理地址，取出A[1] - A[1023]的数据（A[1] - A[1023]的物理地址到逻辑地址的转换无需访存，此时TLB中已经有存放A[0] - A[1023]的主存块的逻辑地址和物理地址的映射关系，而查询TLB不用访存；故仅需从内存中取出数据一次访存）

3.进程的存储空间

1.进程虽然拥有很大的一块逻辑地址空间，但是有很大一部分空间可能是空着的，只有需要使用的时候才进行相应的分配

2.通过将不同进程的某些页表项映射到同一内存空间（相同页框号）的方式实现页面共享（虚拟页号可以不同，两个进程的虚拟页号是相互独立的）

3.低地址部分进程独享；高地址部分（操作系统内核区）所有进程共享，即都是映射到相同的一片物理页框中（通过页表映射的方式实现）