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1. 物理地址和逻辑地址

物理地址:加载到存储器地址寄存器中的地址、存储器单元的真实地址。 通过前端总线传输的所有内存地址都是物理内存地址，编号从0开始，一直到可用物理内存的顶部。 “北桥”(Nortbridge chip )将这些数字映射到实际的记忆棒。 物理地址是在总线上最终使用的明确编号，没有转换、分页或特权级别检查(no translation、no paging、no privilege checks )。

逻辑地址:CPU生成的地址。 逻辑地址用于内部和编程，且不是唯一的。 例如，在c语言的指针编程中，可以读取指针变量本身的值(操作)。 实际上，该值是逻辑地址，是当前进程数据段的地址(偏移地址)，与绝对物理地址无关。

为什么有这两种地址？

个人感受的理由是，逻辑地址分配更灵活，可以接受不唯一，看起来更直观。 例如，在代码中分配了一个数组，该数组在逻辑地址中是连续的，但在物理地址中，该数组占用的页面可能会分散开来，在物理地址中可能会变得不连续，从而影响程序的可理解性。 另外，只有有逻辑地址的概念，才能使用虚拟存储器技术。

2.Paging，分页内存管理方案

)寻呼的最大作用是允许进程的物理地址空间不连续。

物理内存被划分成小块，每个块称为帧。 在分配存储器的情况下，帧是分配时的最小单位，至少必须给出一帧。 在逻辑存储器中，与帧相对应的概念是页。

逻辑地址的前一部分用页码表示，后一部分用页面偏移量表示。

例如，已知逻辑地址为2^m字节，即逻辑地址的长度为m位，而页面大小为2^n字节。 总共有2^(m-n )页。 因此，页码部分占m-n位，之后的n位用于存储页面偏移量。

例如，由于页面大小为4B，逻辑存储器为32b(8页)，逻辑地址0的页号为0，页号0对应于帧5，因此逻辑地址映射到物理地址5*4 0=20。 逻辑地址3映射物理地址5*4 3=23。 由于逻辑地址13(4*31、页编号3和偏移1 )，帧编号被映射到物理地址9。

即使采用寻呼技术也不会发生外部碎片。 所有内存都分为帧，但可能会产生内部碎片。 因为框架已经是最小单位，所以框架内部可能有未使用的空间。

按概率计算，每个过程平均可以有一半框架大小的内部片段。

(2)页表的硬件实现

上一节中在页表中所写的内容是将逻辑地址转换为物理地址的关键。 页面表是如何保存的？

每个操作系统都以自己的方式保存页表。 在大多数情况下，会为每个进程分配一个页面表。 现在页表比较大，所以放在内存中。 以前被放在一组专用寄存器中。 它的指针位于进程控制块(PCB )中，当调度程序选择进程并投入运行时，系统会从进程控制块中取出该页表指针并将其发送到用户寄存器。 然后，可以通过此起始地址访问页面表。

页表的存储方法为TBL(Translation look-aside buffer, 翻译后备缓冲器)存储器。 TBL实际上是一组与硬件缓冲区相关的高速内存。 如果没有TBL，操作系统需要两次内存访问才能完成逻辑地址到物理地址的转换，一次访问页面表，一次在页面表中进行搜索。 TBL存储页表条目的一部分，而条目以键值对存储。

(3)页表的数据结构

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今年是2013年，在现有的笔记本电脑中，内存地址空间通常在2^32字节以上。 对于具有32位逻辑地址空间的计算机系统，对于4kb(2^12b )的系统页面大小，页表可以具有2^ ) 32-12 )个条目，也就是说，假设每个条目占用4B 此外，页表本身必须分配给连续存储器。

因此，建议Hierarchical Paging(层次化分页)，实际上将页码分成两部分，以第一部分为索引，第二部分作为页码的偏移。

例如，考虑一个4kb页面大小的32位系统。 一个逻辑地址分为20位页号和12位页偏移量。 页码分为10位页码和10位页面偏移量，以便重新分页页面表。 这样的逻辑地址可以表示为：

地址转换过程如下。

此方法也称为forward-mapped page table(向前映射表)，因为地址是从外向内转换的。