Memory 确定虚拟内存的页表大小

考虑一个具有38位虚拟字节地址、1KB页面和512MB物理内存的虚拟内存系统。假设有效位、保护位、脏位和使用位总共占4位，并且所有虚拟页都在使用中，那么此计算机上每个进程的页表的总大小是多少？（假设磁盘地址没有存储在页表中。）

如果问题只是“页表的大小是多少？”而不管它是否适合物理内存，答案可以这样计算：

首先是物理内存。物理内存有512K页（512M/1K）。这需要19位来表示每个页面。加上4位的会计信息，你得到23位

现在是虚拟内存。使用38位地址空间和10位（1K）页面大小，页面表中需要228个条目

因此，23位的228个页表条目每个是6174015488位或736M

这是每个进程的单个级别VM子系统所需的最大大小

现在很明显，如果你只有512M的物理内存，那么这是行不通的，所以你有两个选择

您可以减少物理页面的数量。例如，只允许一半内存进行分页，而另一半始终驻留在内存中。这将为每个条目节省一位，实际上不足以产生影响

如果可能，请增加页面大小。38位地址空间上的1K页是页面表非常粗的原因。例如，我认为带有32位地址空间的386使用4K页面。这将产生一百万页的表格条目，远远少于这里需要的2.6亿页

多层次的。更高级一点，但它基本上意味着页表本身要进行分页。您必须使第一级页表驻留在物理内存中，但第二级页表可以根据需要进出。这将大大降低物理需求，但会以速度为代价，因为在实际进程页上可能会出现两级页面错误（一级用于辅助分页表，另一级用于进程页）

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让我们仔细看看选项3

如果我们允许主分页表使用32M，并为每个条目提供4个字节（32位：只需要23个字节，但我们可以在这里进行四舍五入以提高效率），那么辅助分页表将允许使用8388608个页面

由于这些辅助页表页面中的每个页面都有1K长（允许我们以每个4字节的速度存储256个辅助页表条目），因此我们可以处理总共2147483648个虚拟页面

这将允许8192个完全加载（即使用其全部28位地址空间）的进程并行运行，前提是您有足够的磁盘空间来存储非驻留页面

现在很明显，主分页表（和VM子系统，可能还有操作系统其余部分的相当一部分）必须始终驻留。不能允许您将其中一个主页面分页，因为您可能需要该页面才能将其返回：-）

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但是，在主分页表的512M中，这只是32M的常驻成本，远远好于736M（至少对于一个完全加载的进程而言）的常驻成本。

页表的大小=页表条目的总数*页表条目的大小

步骤1：查找页表中的条目数：

no of page table entries=virtual address space/page size

=2^38/2^10=2^28

因此，页面表中有2^28个条目

步骤2：物理内存中的帧数：

物理内存中的帧数=（512*1024*1024）/（1*1024）=524288=2^19

因此，我们需要

19位

和额外的

4位

，用于有效位、保护位、脏位和使用位 总共23位=2.875字节

size of the page table=(2^28)*2.875=771751936B=736MB

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1KB页面=2^10，512MB=2^29=>Offset=29-10=19位

虚拟包含两部分：页面帧+偏移量=>页面帧+脏位=38-19=29位。 29位包括4位脏（以上）=>25位的实际页面帧，每个页面帧有10位长

因此，页表大小：2^25*10=320M

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希望这是正确的。

2^28由于虚拟空间大小/页面大小的原因，请输入条目。每个条目4字节（28位用于寻址vp编号，+4位=32位）2^28*4=1024 MB，大于物理内存。没有道理，我在学校不及格。这是我的猜测，不是真正的答案。提前谢谢。我不认为问题中的任何地方都要求所有页表都在物理内存中。为什么要给出物理内存，然后声明表中没有存储磁盘地址？这意味着您只需要寻址512MB的物理内存。。除非我错了。再次感谢。如果有其他方法获取磁盘地址，则不需要在页表中存储磁盘地址。例如，假设交换文件本身包含进程id/虚拟地址到交换文件位置的额外映射。无论如何，您都必须读取磁盘文件，最好执行两次读取而不是一次读取。这不是一个理想的解决方案，但在内存有限的环境中是可行的。而且您的虚拟表没有28位来寻址VP号。VP编号是键（数组索引），而不是值）。它只需要足够的位来引用您想要使用的所有物理页面。假设物理页面位于1K边界上，最多为512M/1024个条目（512K=19位）。感谢您的回复！有一件事——除非我输入的数学错误，否则2^28*32=6174015488位=771751936字节=738MB不是应该吗？是的，我很确定你至少会看到4KB的页面大小，甚至可能是8或16…是的，你的计算是正确的，但那是因为你使用的是32位页面条目，而我的是23位。在一个真实的系统中，毫无疑问，你会将它提升到至少24位，可能是32位，正如你所做的那样，但这就是数字不同的原因。您是使用23位还是32位取决于您，因为问题仅限于spe