Memory management 计算页表大小

我正在阅读一个页面表示例，刚刚发现：

考虑一个具有32位逻辑地址空间的系统。如果这样一个系统中的页面大小为4KB（2^12），那么一个页面表可能包含多达一百万个条目（2^32/2^12）。假设每个条目由4个字节组成，则每个进程可能需要多达4 MB的物理地址空间，仅用于页表。

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我真的不明白4MB的结果代表什么。它是否表示实际页表占用的空间？

因为我们有一个2^32的虚拟地址空间，并且每个页面大小都2^12，所以我们可以存储（2^32/2^12）=2^20页。由于此页表中的每个条目都有一个大小为4字节的地址，因此我们有2^20*4=4MB。因此页表占用内存4MB假设逻辑地址空间为**32位，那么可能的逻辑条目总数为2^32，另一方面假设每个页大小为4字节，则一页的大小为*2^2*2^10=2^12…* 现在我们知道页表中的页数是 pages=可能的逻辑地址条目总数/页面大小 所以pages=2^32/2^12=2^20

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现在假设页表中的每个条目占用4个字节，那么*物理内存中页表的总大小将为=2^2*2^20=2^22=4mb***

，因为逻辑地址空间为32位长，这意味着程序大小为2^32字节，即4GB。

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现在我们的页面大小是4KB，即2^12字节。因此程序中的页面数是2^20。（程序中的页面数=程序大小/页面大小）。现在页面表条目的大小是4字节，因此页面表的大小是2^20*4=4MB（页面表的大小=程序中的页面数*页面表条目大小）。因此，内存中需要4MB的空间来存储页表。

我的解释使用了帮助我理解的基本构造块。注：我正在利用，因为他提供了清晰性：

我们得到了一个逻辑32位地址空间（即，我们有一台32位计算机）

考虑一个具有32位逻辑地址空间的系统

• 这意味着每个内存地址可以是32位长
• “32位条目可以指向2^32个物理页面帧中的一个”[2]，以不同的方式表示

我们还被告知

每个页面大小为4KB

• 1 KB（千字节）=1 x 1024字节=2^10字节
• 4 x 1024字节=2^2 x 2^10字节=>4KB（即2^12字节）
• 因此，每个页面的大小为4KB（Kilo字节而不是Kilo位）

正如Depaak所说，我们使用以下公式计算page表中的页数：

Num_Pages_in_PgTable = Total_Possible_Logical_Address_Entries / page size 
Num_Pages_in_PgTable =         2^32                           /    2^12
Num_Pages_in_PgTable = 2^20 (i.e. 1 million) 

作者接着给出了页面表中每个条目占用4字节的情况。这意味着物理内存中页表的总大小将为4MB：

Memory_Required_Per_Page = Size_of_Page_Entry_in_bytes x Num_Pages_in_PgTable
Memory_Required_Per_Page =           4                 x     2^20
Memory_Required_Per_Page =     4 MB (Megabytes)

是的，每个进程至少需要4MB的内存才能运行，以4MB为增量

例子 现在，如果教授想让问题比书中的解释更具挑战性，他们可能会问64位计算机。假设他们需要位的内存。为了解决这个问题，我们将遵循相同的过程，只是确保将MB转换为Mbit

让我们逐步完成这个示例

吉文斯：

• 逻辑地址空间：64位
• 页面大小：4KB
• 每个页面的条目大小：4字节

回忆：64位条目可以指向2^64个物理页帧中的一个 -因为页面大小是4KB，所以我们仍然有2^12字节页面大小

• 1 KB（千字节）=1 x 1024字节=2^10字节
• 每页大小=4 x 1024字节=2^2 x 2^10字节=2^12字节

页表中有多少页？ 每页有多少内存位？

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[2] ：操作系统概念（第9版）-Gagne、Silberschatz和Galvin

在32位虚拟地址系统中，我们可以有2^32个唯一地址，因为给定的页面大小为4KB=2^12，我们需要在页面表中输入（2^32/2^12=2^20），如果每个条目为4字节，则页表的总大小=4*2^20字节=4MB

仅供参考，这一行来自操作系统概念，Avi Silberschatz，Peter Baer Galvin，Greg Gagne-第8版第8.5.1节。“由于逻辑地址空间为32位，这意味着程序大小为2^32字节？？”你刚才不是把位和字节混淆了吗？如果我没有错的话，“逻辑地址空间是32位长”意味着我们最多可以存储2^32个数字，即2^32个内存地址，每个内存地址/位置可以存储1个字节的数据，所以您总共可以存储2^32个字节的数据Hi，感谢您的解释，我不明白：如果页面大小是2^12字节，为什么我们不将其转换为（2^12字节=2^15位）这样的位，然后计算2^32（位）/2^15（位）=2^17（最大可能页数）？为什么要使用字节？@MukhtarBimurat每个地址都指向内存中的一个完整字节。单个位不可寻址。因此，您可以寻址2^32个字节。页表是从虚拟地址空间到物理地址空间的映射。但它不映射单个字节，而是映射成称为页面的块。本例中的页面大小为2^12字节。因此，页面表需要2^32/2^12=2^20个条目来映射所有可能的页面。

`Num_Pages_in_PgTable = Total_Possible_Logical_Address_Entries / page size 
Num_Pages_in_PgTable =         2^64                            /    2^12
Num_Pages_in_PgTable =         2^52 
Num_Pages_in_PgTable =      2^2 x 2^50 
Num_Pages_in_PgTable =       4  x 2^50 `  

Memory_Required_Per_Page = Size_of_Page_Entry_in_bytes x Num_Pages_in_PgTable 
Memory_Required_Per_Page =   4 bytes x 8 bits/byte    x     2^52
Memory_Required_Per_Page =     32 bits                x   2^2 x 2^50
Memory_Required_Per_Page =     32 bits                x    4  x 2^50
Memory_Required_Per_Page =     128 Petabits