某台按字节编址的8位计算机系统中,采用虚拟页式存储管理方案,页面的大小为1KB,且系统中没有使用

Question

某台按字节编址的8位计算机系统中，采用虚拟页式存储管理方案，页面的大小为1KB，且系统中没有使用快表(或联想存储器)。如图5-3所示的是划分成6个页面的用户程序。图5-3中swap A，B是16位的指令，A和B表示该指令的两个16位操作数。swap指令存放在内存的1023单元中，操作数A存放内存的3071单元中，操作数B存放在内存的5119单元中。执行swap指令将产生(26)次缺页中断。

A．3

B．4

C．5

D．6

Answer 1

正确答案：C
解析：由于该8位计算机系统采用虚拟页式存储管理方案，操作系统将进程的每一页离散地分配到主存的多个物理块中，因此，系统需要为每个进程建立一张页面映射表(简称页表)，用于记录每个页面在主存中对应的物理块号。通常，页表存放在主存中。进程在执行时，首先查找页表，然后再取指令或者取数据。可见执行16位的swap指令时，首先需要取指令，即先访问页表，取指令的高字节，接着再一次访问页表，取指令的低字节，共需访问主存4次。然后取操作数A，访问页表，取操作数A的高字节，再访问页表，取操作数A的低字节，共需访问主存4次。同理，取操作数B也需要访问主存4次。由以上分析可知，执行swap指令共需要访问12次主存。在虚拟(请求)分页存储系统中，由CPU的地址变换机构根据页表中的状态位判断是否产生缺页中断，然后调用操作系统提供的中断处理例程。缺页中断的特殊性主要体现在以下两点：①缺页中断在指令执行期间产生和进行处理，而不是在一条指令执行完毕之后。所缺的页面调入之后，重新执行被中断的指令。②一条指令的执行可能产生多次缺页中断。由于内容按字节编址，页面的大小为1KB，swapA，B是16位的指令，因此对于swap指令存放在内存的1023单元中，其实际上需要存放在第0页的最后一个单元和第1页的第1个单元中。同理，操作数 A存放在第2页的最后一个单元和第3页的第1个单元中；操作数B存放在第4页的最后一个单元和第5页的第1个单元中。因为swap指令本身和两个操作数A，B都跨越相邻外存页的分界处，所以将产生5次缺页中断，且必须由CPU硬件确保对多个现场的保存。