<操作系统导论>第 二十章

本文探讨了在计算机内存管理中,线性页表和多级页表所需的寄存器数量,以及在不同级别的页表中进行查找时的内存引用次数。同时,分析了页表内存引用在缓存中的行为,讨论了它们可能导致的缓存命中与未命中情况,从而影响系统访问速度。

1.对于线性页表,你需要一个寄存器来定位页表,假设硬件在 TLB 未命中时进行查找。
你需要多少个寄存器才能找到两级页表?三级页表呢?

还是只需要一个寄存器即可。寄存器的不同位存储不同信息。

2.使用模拟器对随机种子 0、1 和 2 执行翻译,并使用-c 标志检查你的答案。需要多 少内存引用来执行每次查找?

随机种子0:

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
随机种子1:

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
随机种子2:

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
3.根据你对缓存内存的工作原理的理解,你认为对页表的内存引用如何在缓存中工作?
它们是否会导致大量的缓存命中(并导致快速访问)或者很多未命中(并导致访问缓慢)?

缓存是经常访问或者最近访问的内存保存缓存中,由于页表或者多级页表会经常访问的,因此是会导致大量缓存命中的。
当然如果程序本身很少访问页表,TLB基本全部命中,那么页表的访问次数很少很少,不在缓存也是合理的。

### 关于《操作系统导论》第四课后习题答案 目前提供的引用中并未直接提及《操作系统导论》第四的具体课后习题答案[^1]。然而,《操作系统导论》通常会围绕进程管理、内存分配以及调度算法等内容展开讨论。如果需要获取具体的答案,建议参考官方出版的学习指南或者教师提供的解答手册。 在实际操作中,可以尝试通过以下方式找到相关资源: - 访问大学图书馆或在线学术平台(如知网、Springer),查找该教材配套的教学资料。 - 使用搜索引擎输入关键词“《操作系统导论》第四课后习题答案”,可能会发现一些公开的解决方案或学习社区分享的内容。 以下是关于如何解决某些典型问题的技术思路: #### 进程创建与终止 假设某道题目涉及进程API的应用场景,则可能考察`fork()`系统调用及其变体的行为特性。例如,在Linux环境下实现父子进程通信可采用管道机制: ```c #include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() { int fd[2]; pipe(fd); if (fork()) { // Parent process writes to the pipe. close(fd[0]); write(fd[1], "Hello", 6); } else { // Child process reads from the pipe and prints it out. close(fd[1]); char buffer[10]; read(fd[0], buffer, 6); printf("%s\n", buffer); } } ``` 此代码片段展示了父进程中写入消息至子进程读取并打印的过程[^4]。 #### 虚拟地址有效性判断 针对虚拟存储相关内容,比如边界寄存器的作用范围分析如下图所示(伪代码示意): ```plaintext +-------------------+ | | | User Space | <- Virtual Address Range | | +-------------------+ | Kernel Reserved | +-------------------+ Random Seed -> Generate Addr within Bounds? ``` 上述图表表示了一个简单的模型来验证给定随机生成地址是否落在有效区间内。
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