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第5章

5.1系统的组成

2.主器的组织

3.随机器和只读器

4.主器的连接与控制

5.提高主存读写速度的技术

6.多体交叉技术

7.高速缓冲器

8.虚拟器

5.8.1虚拟器的基本概念

虚拟器由主器和联机工作的

辅助器（通常为磁盘器）共同组

成，这两个器在硬件和系统软件的共

同管理下工作，对于应用程序员，可以把

它们看作是一个单一的器。

虚拟器将主存或辅存的地址空间

统一编址，形成一个庞大的空间。在

这个大空间里，用户可以自由编程，完全

不必考虑程序在主存是否装得下以及这些

程序将来在主存中的实际存放位置。

在实际的物理层次上，所编程序和数据在

操作系统管理下，先送入磁盘，然后操作系统将当

前运行所需要的部分调入主存，供CPU使用。

程序运行时，CPU以虚地址来主存，由辅

助硬件找出虚地址和实地址之间的对应关系，并判

断这个虚地址指示的单元内容是否已装入主存

。如果已在主存中，则通过地址变换，CPU可直接

主存的实际单元；如果不在主存中，则把包含

这个字的一页或一个程序段调入主存后再由CPU访

问。如果主存已满，则由替换算法从主存中将暂不

运行的一页或一段调回辅存，再从辅存调入新的一

页或一段到主存。

5.8.2页式虚拟器

以页为基本单位的虚拟器叫页式

虚拟器。各类计算机页面大小不等，

一般为512B到几KB。主存空间和虚存空间

都划分成若干个大小相等的页。主存即实

存的页称为实页，虚存的页称为虚页。

页式虚拟器的每页长度是固定的，

页表的建立很方便，新页的调入也容易实现

。但是由于程序不可能正好是页面的整倍数

，最后一页的零头将无法利用而造成

浪费。同时，页不是逻辑上独立的实体，

使程序的处理、保护和共享都比较麻烦。

5.8.3段式虚拟器

段式虚拟器中的段是按照程序的

逻辑结构划分的，各个段的长度因程序而

异。

由于段的分界与程序的自然分界相对

应，所以具有逻辑独立性，易于程序的编

译、管理、修改和保护，也便于多道程序

共享。但是，因为段的长度参差不齐，起

点和终点不定，给主存空间分配带来了麻

烦；容易在段间留下不能利用的零头，造

成浪费。

5.8.4段页式虚拟器

将程序按其逻辑结构分段，每段再划

分为若干大小相等的页；主存空间也划分

为若干同样大小的页。虚存和实存之间以

页为基本传送单位，每个程序对应一个段

表，每段对应一个页表。CPU时，虚

地址包含段号、段内页号、页内地址3部分。

首先将段表起始地址与段号合成，得到段

表地址；然后从段表中取出该段的页表起

始地址，与段内页号合成，得到页表地址；

最后从页表中取出实页号，与页内地址拼

接形成主存实地址。段页式器综合了

前两种结构的优点，但要经过两级查表才

能完成地址转换，费时要多些。