orange's习题——分页机制【第3章】

一，简答题

1，什么是虚拟存储器？

答案：虚拟存储器是一种软硬件结合的技术，用于提供比在计算机中实际可用的物理存储器大得多的存储器空间。这样，程序员在编写程序时，不用考虑物理存储器的实际容量。

2，为什么说80386支持的虚拟地址空间达64TB？

答案：虚拟地址空间由GDT 映射的全局地址空间和由LDT映射的局部地址空间组成。选择符的索引部分由13 个比特位表示，加上区分GDT 和LDT 的1 个比特位；
因此Intel 80X86 CPU 共可以索引16384 个选择符。若每个段的长度都取最大值4G，则最大虚拟地址空间范围是16384 * 4G = 64T

3，二级映射表表项的P位，A位，D位都参与对虚拟存储器的支持，请说说它们各自的功能。（注意，只针对第二级映射表表项讨论）

答案：P位（Present）是存在标志位。P=1表示该表项指定的页存在于物理存储器中；P=0，表示该表项指定的页暂不在物理存储器中。如果程序试图访问不存在的页，会引发页异常，操作系统能够通过相应的异常处理程序将暂不在物理存储器的页从磁盘读入，把所在的物理页页码填入对应的表项，并将表项P位置1。

  A位（Accessed）是访问标志位。为了访问某存储单元而进行线性地址到物理地址的转换过程中，处理器总要把页表中对应表项的A位置1。所以，A=1表示已访问过对应的物理页。存储器永不清除A位。通过周期的检测及清除A位，操作系统就可确定哪些页在最近一段时间未被访问过。当存储器资源紧缺时，这些页很可能被择出来放回磁盘里去。

  D位（Dirty）是写标志位。在为了访问某存储单元而进行线性地址到物理地址的转换过程中，如果发生的是写访问，处理器就把对应表项的D位置1，当某页从磁盘上写入内存时，对应表项的D位被清0。所以，D=1表示已写过对应的物理页。当某页需要从内存换到磁盘上去，如果该页的D位为1，那么必须进行磁盘写操作。但是如果D位为0，那么不需要进行磁盘写操作，而只需放弃内存中的该页即可。因为内存中的页与磁盘中的页具有完全相同的内容。

二，填空题

1，80386采用称为______的数据结构来描述段的_______，_______和相关属性。

答案：描述符，基址，界限

2，虚拟存储器的地址（逻辑地址）由指示描述符的_______和段内偏移两部分构成，这样的地址集合称为_______。

答案：选择子，虚拟地址空间

3，______实现虚拟地址空间到线性地址空间的映射，实现二维虚拟地址到一维线性地址的转换。这一步总是存在的。

答案：分段机制

4，______实现线性地址空间到物理地址空间的映射，实现线性地址到物理地址的转换。这一步是可选的。若未采用______，线性地址就直接等于______。

答案：分页机制，分页机制，物理地址

5，80386下，每个段长度的最大值是______，此时要求段描述符的______为1.

答案：4G，G位

分析：段描述符G位（Granularity）置1时，对应段粒度为4KB

6，80386下，页的大小固定为______字节，每一页的边界地址必须是______的倍数。因此，4G大小的空间被划分为______个页，页的开始地址具有“XXXXX000”的形式。为此，我们把页开始地址的高20位称为______。

答案：4K，4K，1M，页码

7，线性地址到物理地址的转换要解决的是______到______的转换，也就是线性地址高20位到物理地址高20位的转换。

答案：线性地址空间页，物理地址空间页

8，分段机制区分______种特权级，分页机制区分______种特权级。特权级0，1，2称为______特权级，特权级3称为______特权级。

答案：4，2，系统，用户

9，表项的位______是用户/系统属性位，记作U/S。U/S=1，表项对应页是______级页，可由______特权级下执行的程序访问；U/S=0，表项对应页是______级页，可由______特权级下执行的程序访问。

答案：2，用户，任何（用户/系统），系统，系统

10，表项的位______是读/写属性位，记作R/W。若R/W=1，则对该表项指定页的访问权限为______；若R/W=0，则对该表项指定页的访问权限为______。但是，R/W位对页的写保护只在处理器处于______特权级时发挥作用；当处理器处于______特权级时，R/W位被忽略，也即总可以读/写/执行。

答案：1，读/写/执行，读/执行，用户，系统

11，假设某页表的某项R/W=1，U/S=______，表示所指定的页是可由用户级程序______的用户级页；若R/W=______，U/S=______，那么用户级程序对该页的访问权限被限制为读/执行；如果R/W=1，U/S=______，那么实际上用户级程序没有对该页的访问权。

答案:1，读/写/执行，0，1，0