操作系统虚拟地址计算物理地址

虚拟地址到物理地址转换原理及实例解析
最新推荐文章于 2025-10-02 16:44:35 发布
原创 最新推荐文章于 2025-10-02 16:44:35 发布 · 1.1w 阅读 · 53 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#网络

本文深入探讨了计算机操作系统中的虚拟地址到物理地址的转换过程，以一个32页、页长1KB的虚拟存储系统为例，解释了如何通过页号和页框映射将10页长的应用程序的虚拟地址0AC5（H）转换为对应的物理地址。文章详细阐述了地址结构、页号与页内偏移的计算，并提供了具体的转换步骤。

有关计算机操作系统中虚拟地址转换为物理地址的计算

在一个分页虚拟存储系统中，用户编程空间为32个页，页长为1 KB，内存空间为16 KB。如果应用程序有10页长，若已知虚页0、1、2、3，已分得页框4、7、8、10，试把虚拟地址 0AC5（H）转换为对应的物理地址。

解答如下：

页长 1 KB = 2^10 ，说明后10位表示的是页内偏移地址
32个页 32 = 2^5，说明页内偏移地址的前五位是页号地址

可知：

0AC5 用二进制表示为：0000 1010 1100 0101
加粗的5个数字即为页号地址；
斜着的10个数字即为页内偏移地址

把页号地址单独拿出来算：00010 将其换算为十进制，为2；则说明此地址为 页号2（虚拟地址中的页号地址） ，由题可得：页号2对应的页框为8，再将8转换为十六进制数：01000（为物理地址中的页号地址）；

最后将我们计算得来的十六进制数替换掉加粗的数字，即得最终的物理地址：

0010 0010 1100 0101 再换算成十六进制为：22C5

虚拟地址和物理地址之间的区别
网络技术联盟站
04-20 2064
虚拟地址和物理地址在概念上是抽象的，它们本身没有具体的形态，而是在计算机系统中的一种逻辑概念。虚拟地址：你可以将虚拟地址类比为信件上的收信地址，它是程序员或进程看到的地址，用于访问内存中的数据或指令。在计算机系统中，虚拟地址是由操作系统分配给进程的，每个进程都有自己的虚拟地址空间。虚拟地址可以被映射到物理地址，但它们本身并没有直接对应到实际的硬件上。物理地址：物理地址可以类比为信件实际所在的位置，它是内存中的实际地址，对应于内存芯片上的存储单元。物理地址是硬件直接访问的地址，用于实际读取或写入内存中的数据。
虚拟地址与物理地址
CCC123456789ABC的博客
03-12 4312
顶级页目录项指向页目录指针页，页目录指针项指向页目录页，页目录项指向页表页，页表项指向一个 4KB 大小的物理页，各级页目录项中和页表项中依然存在各种属性位，这在图中已经说明。顾名思义，就是真实存在的地址，物理地址在逻辑上也是一个数据，只不过这个数据会被地址译码器等电子器件变成电子信号，放在地址总线上，说明地址总线上的信号就代表了物理地址，地址总线电子信号的各种组合就可以选择到内存的储存单元，同时也可以选择其它设备的储存单元，如显卡中的显存、I/O 设备中的寄存器、网卡上的网络帧缓存器。
【OS】虚拟地址是如何转换为物理地址？
Michael
08-14 2071
假设当前系统使用4KB大小的页面，则页号为 0X12345（20位，十六进制 0X12345678 这个数据，第三个字节为 0X56, 转换为二进制为 0B 01010110，所以第三个字节高位为：0X0101， 低位为：0X0110，所以可以直接将0X56分割为0X5，0X6）。需要注意的是，Process Explorer 工具只能查看当前正在运行的进程的页表信息，无法查看已经结束的进程的页表信息。此外，由于页表信息非常庞大，因此在查看大型进程的页表信息时，可能需要等待一段时间才能显示完整的信息。
操作系统关于地址计算问题
06-12
讲解了关于在操作系统中物理地址和逻辑地址的相互转换
微机原理——寻址方式总结
热门推荐
hanhan的博客
03-22 1万+
立即寻址 格式: 操作码 数字表达式（将数据送入寄存器中） 源操作数可以是8位也可以是16位。 MOV AH, F5H （字节操作） F5H称为立即数(8位操作数) MOV AL, 8AH （字节操作） 8AH称为立即数 直接寻址方式 指令格式: 操作码 寄存器（16位） , 地址表达式（将地址的内容送入寄存器中） MOV AX，ES:[2000H] ...
虚拟地址如何访问到物理地址
sydyh43的博客
06-26 5050
环境：32bit CPU 一、通过二级页表映射的方式访问物理地址 1、取一级页表的基地址Abase1 2、取虚拟地址的前12bit[31:20]地址O1 3、计算得到新地址Apgd=(Abase1&0xFFFFF000)+O1，此地址是PGD页表上的地址，取此地址中的数据Abase2 4、取虚拟地址的中间8bit[19:12]地址O2 5、计算得到新地址Apte=(Abase2&0xFFFFFF00)+O2，此地址是PTE页表上的地址，取此地址中的数据Abase3 6、取虚拟地址的后12b
操作系统 常见面试问题之系统寻址空间是多大？虚拟地址与物理地址？内存映射是什么？详细总结
weixin_57672347的博客
10-23 3310
C++ 常见面试问题之系统寻址空间是多大？虚拟地址与物理地址？内存映射是什么？详细总结
OS实战笔记（4）-- 虚拟地址和物理地址的转换
vivo01的专栏
07-31 4568
本笔记会先从个人角度出发谈谈虚拟地址出现的原因，然后会对X86的保护模式和长模式下虚拟地址相关知识进行总结。
【操作系统】物理/逻辑/虚拟/线性地址
司六米希的博客
10-02 909
物理地址 内存硬件的真实地址 最终被 CPU 用于访问内存 内核直接操作物理内存时逻辑地址 程序编译生成的 “段：偏移” 地址 逻辑地址 →（分段）→ 线性地址 早期分段系统或 x86 兼容模式线性地址 分段转换后的中间地址 线性地址 →（分页）→ 物理地址 x86 架构的地址转换中间层虚拟地址 程序运行时的抽象地址空间 虚拟地址 →（分页）→ 物理地址（可能经分段） 现代虚拟内存系统（如 Linux）
操作系统物理地址与逻辑地址转换课件
06-14
操作系统物理地址与逻辑地址转换课件 线程同步资料
分页存储--逻辑地址转物理地址练习题
10-09
分页存储--逻辑地址转物理地址，几道比较经典的练习题，在互联网校招中经常出现
linux docker位置查找,linux – 如何在Docker中获取依赖子图像列表？(1)
2301_77118221的博客
04-26 762
本书是获得了很多读者好评的Linux经典畅销书**《Linux从入门到精通》的第2版**。您应该能够查找父ID以f50f9524513f开头的图像,然后查找这些图像的子图像等.但是.Parent isn’t what you think.,所以在大多数情况下,您需要指定docker图像 – 以上所有才能使其工作,那么你也将获得所有中间层的图像ID.需要《Linux入门到精通》、《linux系统移植》、《Linux驱动开发入门实战》、《Linux开源网络全栈》电子书籍及教程的工程师朋友们劳烦您转发+评论。
虚拟地址如何转换到物理地址
weixin_68339452的博客
01-17 2024
当数据第一次被加载到cpu时，它会被放到CPU内部的缓存中，目的是为了暂时保存从内存中加载的数据，访问页表寻址是消耗时间的，缓存的存在就是为了优化cpu频繁访问内存中的同一个数据的情况，并且加载到内存中的不仅仅是你访问的数据，还有该数据上下地址范围内的一些数据（预加载），所以cpu的访问数据的顺序是先去缓存中查找，包括一级缓存二级缓存三级缓存，如果缓存中存放了自己需要的数据，那么就叫做一次命中。而多个线程由于访问的都是同一个程序的数据，所以线程切换的时候缓存中的数据不需要替换。这里以32位虚拟地址为例。
虚拟地址转物理地址
摔不死的笨鸟的博客
05-13 6990
概述 CPU是如何利用页目录和页表 等数据结构将一个32位的虚拟地址翻译为32位的物理地址的。其过程可以概括为如下步骤。 ① 通过CR3寄存器定位到页目录的起始地址，正因如此，CR3寄存器又称为页目录基地址寄存器（PDBR）。取线性地址的高10位作为索引选取页目录的一个表项，也就是PDE。 ② 判断PDE的PS位，如果为1，代表这个PDE指向的是一个4MB的大内存页，PDE的高10位便是4MB内存页的基地址的高10位，线性地址的低22位是页内偏移。将二者合并到一起便得到了物理地址。如果PS位为0，那么根据P
汇编语言学习笔记02——物理地址
qq_44899247的博客
09-29 2413
接着上次的博客继续写，今天主要写内存空间地址、逻辑存储器 1.6 内存空间地址 上次我们说到CPU和内存的信息交互需要通过三种总线，其中地址总线是要去内存中找我们需要的地址，那么这个地址又是怎么找的呢？ 这就需要另外一个概念，内存地址空间。 我们上次说，若CPU的地址总线宽度为N，它的寻址空间就为2的N次方Byte（一个内存单元为1Byte）。 我们以8086处理器来举例，它的地址总线的宽度为20，则可寻址2的20次方——1MB个内存单元，所以它的内存空间地址是1MB。 那么这些0到1MB的内存空间是怎么
Linux 用虚拟地址(逻辑地址)计算物理地址(十进制 & 十六进制)
WhiteShirtI的博客
03-10 5388
十进制 假设页面大小为4096k，内存大小为4G，逻辑地址4832(d)，请根据下面页表计算物理地址 页号 块号 0 2 1 3 2 5 3 7 答：计算公式：块号 * 页面大小 + 页偏移量 = 物理地址 页号 = 逻辑地址 / 页面大小 => 4832 / 4096 = 1 页偏移量 = 逻辑地址 % 页面大小 => 4832 % 4096 = 736 根据页表用页号找到相对应的块号 物理地址 = 3 * 4096 + 736 = 13024 十六进制 假设页
linux虚拟地址转物理地址
优快云博客
07-10 1455
80386虚拟地址和物理地址转换 CPU的发展 之前在看malloc内存分配函数的原理时，有涉及到分配虚拟内存，然后再映射到物理内存，当初也是看得一头雾水，因为对虚拟内存和物理内存不是很了解。所以这篇文章总结下我在学习虚拟内存和物理内存的一些收获。 首先给出CPU的进化表，图片来自博客wjlkoorey的博客 CPU发展从寻址物理地址；寻址段地址到物理地址转换；寻址逻辑地址转换为线性地址，...
操作系统虚拟存储器虚拟地址转换成物理地址
最新发布
11-17
操作系统中虚拟存储器将虚拟地址转换为物理地址是一个关键的过程，涉及到多个重要的概念和机制。 虚拟存储器提供了三个重要能力，包括内 - 外存空间交换能力、虚拟地址空间编址能力和虚拟地址空间隔离能力。内 - 外存空间交换能力利用局部性原理，把内存当成外存的高速缓存，只在内存中存储活动数据，并根据需要在“内 - 外”存之间传送数据，高效利用内存并扩大其容量；虚拟地址空间编址能力为每个应用程序提供一致的虚拟地址空间；虚拟地址空间隔离能力则保护每个应用程序的虚拟地址空间相互隔离 [^2]。 在将虚拟地址转换为物理地址时，首先要明确虚拟地址和物理地址的格式。具体的转换过程较为复杂，通常会涉及到页表等数据结构。以分页式虚拟存储管理为例，虚拟地址一般被划分为页号和页内偏移量两部分。系统会根据页号查找页表，页表中存储了页号与物理块号的映射关系。通过在页表中找到对应的物理块号，再结合页内偏移量，就可以计算出最终的物理地址 [^1]。 在模拟分页式虚拟存储管理的操作系统实验中，指令集包含页号、单元号和操作等成员。程序初始化指令集后，在进行地址转换时，会根据页号查找页表来完成虚拟地址到物理地址的转换，同时还会处理缺页中断等情况 [^3]。 ### 相关代码示例 以下是一个简单的模拟分页式虚拟存储管理中地址转换的 Python 代码示例： ```python # 假设页表，存储页号到物理块号的映射 page_table = {0: 3, 1: 7, 2: 1, 3: 5} # 虚拟地址格式：(页号, 页内偏移量) virtual_address = (2, 123) # 获取页号和页内偏移量 page_number, offset = virtual_address # 检查页号是否在页表中 if page_number in page_table: # 获取对应的物理块号 frame_number = page_table[page_number] # 计算物理地址 physical_address = frame_number * 1024 + offset # 假设页大小为 1024 print(f"虚拟地址 {virtual_address} 转换后的物理地址为: {physical_address}") else: print("发生缺页中断") ```
评论 6
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值