计算页面大小

Question

我正在阅读页面表的示例,只是发现了这个:

考虑具有32位逻辑地址空间的系统.如果此类系统中的页面大小为4 KB(2 ^ 12),则页表可能包含最多100万个条目(2 ^ 32/2 ^ 12).假设每个条目由4个字节组成,每个进程可能只需要4 MB的物理地址空间.

我真的不明白这4MB结果代表什么.它是否代表实际页表占用的空间？

Answer 1

由于我们的虚拟地址空间为2 ^ 32,每个页面大小为2 ^ 12,我们可以存储(2 ^ 32/2 ^ 12)= 2 ^ 20页.由于每个进入此页表的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4MB内存.

Answer 2

我的解释使用了帮助我理解的基本构建块.注意我正在利用@Deepak Goyal的答案,因为他提供了清晰度:

我们获得了一个逻辑32位地址空间(即我们有一台32位计算机)

考虑具有32位逻辑地址空间的系统

• 这意味着每个存储器地址可以是32位长.
• "一个32位的条目可以指向2 ^ 32个物理页面帧之一"[2],换句话说,
• "一个32位寄存器可以存储2 ^ 32个不同的值"

我们也被告知了

每页大小为4 KB

• 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=> 4 KB(即2 ^ 12字节)
• 因此每页的大小为4 KB(千字节不是千位).

正如Depaak所说,我们使用以下公式计算页面表中的页数:

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) 

作者继续给出了页表中每个条目占用4个字节的情况.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)

所以是的,每个进程都需要至少4MB的内存才能运行,增量为4MB.

例

现在,如果教授想让这个问题比书中的解释更具挑战性,他们可能会询问64位计算机.比方说,他们希望在内存位.为了解决这个问题,我们将遵循相同的过程,只确保将MB转换为Mbits.

让我们逐步完成这个例子.

吉文斯:

• 逻辑地址空间:64位
• 页面大小:4KB
• Entry_Size_Per_Page:4个字节

回想一下:64位条目可以指向2 ^ 64个物理页面帧之一 - 由于页面大小为4 KB,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
• 每页的大小= 4×1024字节= 2 ^ 2×2 ^ 10字节= 2 ^ 12字节

页表中有多少页？

`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 `  

每页BITS有多少内存？

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

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

Answer 3

假设逻辑地址空间为32 位，因此可能的逻辑条目总数为2^32，另一方面假设每个页面大小为4 KB，然后一页的大小为2^2 2^10=2^12... 现在我们知道了不。页表中的页数是页数=可能的逻辑地址条目总数/页大小，所以页数=2^32/2^12 =2^20 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=2^2 2^20=2^22=4mb **

Answer 4

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是 4KB = 2^12，我们将需要页表中的 (2^32/2^12 = 2^20) 个条目，如果每个条目为 4Bytes 那么页表的总大小 = 4 * 2^20 Bytes = 4MB