Πώς μπορεί κάποιος να υπολογίσει τη φυσική διεύθυνση από μια δεδομένη λογική διεύθυνση;

Ο υπολογισμός μιας φυσικής διεύθυνσης από μια λογική διεύθυνση απαιτεί μια μονάδα διαχείρισης μνήμης (MMU) και τη γνώση του πίνακα σελίδων. Η διαδικασία περιλαμβάνει διάφορα βήματα:

1. Τμηματοποίηση (εάν ισχύει):

* Ορισμένα συστήματα χρησιμοποιούν κατακερματισμό παράλληλα με την τηλεειδοποίηση. Εάν χρησιμοποιείται κατάτμηση, η λογική διεύθυνση καταρρέει αρχικά σε έναν αριθμό τμήματος και μια μετατόπιση εντός αυτού του τμήματος. Ο αριθμός τμήματος χρησιμοποιείται στη συνέχεια για τον εντοπισμό του αντίστοιχου περιγραφέα τμήματος στον πίνακα τμήματος. Ο περιγραφέας του τμήματος περιέχει πληροφορίες όπως η διεύθυνση βάσης του τμήματος στη φυσική μνήμη και το όριο του (μέγεθος).

* Εάν ο αριθμός τμήματος είναι άκυρης ή η μετατόπιση είναι πέρα από το όριο του τμήματος, εμφανίζεται σφάλμα τμηματοποίησης.

2. Συλλογή:

* Εάν χρησιμοποιείται ή όχι τμηματοποίηση, η σελίδα είναι σχεδόν πάντα εμπλεκόμενη στα σύγχρονα συστήματα. Η λογική διεύθυνση (ή η μετατόπιση από το προηγούμενο βήμα τμηματοποίησης) χωρίζεται σε αριθμό σελίδας και μετατόπιση σελίδας.

* Ο αριθμός σελίδας χρησιμοποιείται ως δείκτης σε έναν πίνακα σελίδας . Αυτός ο πίνακας χαρτογραφεί τους αριθμούς εικονικών σελίδων σε αριθμούς φυσικών πλαισίων. Κάθε καταχώρηση στον πίνακα σελίδας περιέχει τον αριθμό φυσικού πλαισίου (ή έναν δείκτη σε έναν πίνακα σελίδας χαμηλότερου επιπέδου σε πολυεπίπεδη σελίδα) όπου η αντίστοιχη σελίδα βρίσκεται στη φυσική μνήμη.

* Συσκευασία πολλαπλών επιπέδων: Για να διαχειριστούν αποτελεσματικά πολύ μεγάλους χώρους διευθύνσεων, τα συστήματα χρησιμοποιούν συχνά πίνακες σελίδας πολλαπλών επιπέδων (π.χ. δύο επιπέδων, τριών επιπέδων κλπ.). Αυτό αποφεύγει να έχει έναν μόνο γιγαντιαίο πίνακα σελίδας. Σε αυτή την περίπτωση, ο αριθμός της σελίδας χωρίζεται περαιτέρω για να δελεάσει διαδοχικά χαμηλότερα επίπεδα πίνακα σελίδων μέχρι να εντοπιστεί ο τελικός αριθμός φυσικού πλαισίου. Κάθε καταχώρηση σε πίνακα σελίδας υψηλότερου επιπέδου δείχνει στο επόμενο επίπεδο.

* Εάν δεν υπάρχει καταχώρηση πίνακα σελίδας (σφάλμα σελίδας), το λειτουργικό σύστημα πρέπει να φορτώσει την απαιτούμενη σελίδα από δευτερεύουσα αποθήκευση (π.χ. σκληρό δίσκο) στην κύρια μνήμη. Αυτό περιλαμβάνει την αναστολή της τρέχουσας διαδικασίας.

3. Υπολογισμός φυσικής διεύθυνσης:

* Μόλις ληφθεί ο αριθμός φυσικού πλαισίου από τον πίνακα σελίδων, η φυσική διεύθυνση υπολογίζεται με τη συγκόλληση του αριθμού φυσικού πλαισίου Και η μετατόπιση της σελίδας . Η μετατόπιση της σελίδας παραμένει αμετάβλητη σε όλη τη διαδικασία μετάφρασης.

Formula (απλοποιημένη για τηλεειδοποίηση ενός επιπέδου):

«Φυσική διεύθυνση =(αριθμός σελίδας * Μέγεθος σελίδας) + μετατόπιση σελίδας»

Οπου:

* Αριθμός σελίδας: Που λαμβάνεται από τη λογική διεύθυνση.

* Μέγεθος σελίδας: Μια σταθερά που καθορίζεται από το σύστημα (π.χ., 4KB).

* Offset Page: Που λαμβάνεται από τη λογική διεύθυνση.

Συνοπτικά: Το MMU χρησιμοποιεί τη λογική διεύθυνση και τους πίνακες σελίδας για να εκτελέσει τη μετάφραση διευθύνσεων. Η διαδικασία περιλαμβάνει την αναζήτηση καταχωρίσεων στους πίνακες σελίδας για να βρείτε τον αριθμό φυσικού πλαισίου που αντιστοιχεί στον αριθμό λογικής σελίδας και στη συνέχεια να συνδυάσετε αυτό με την αντιστάθμιση της σελίδας για να λάβετε την τελική φυσική διεύθυνση. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται με τη χρήση της τμηματοποίησης και της τηλεειδοποίησης πολλαπλών επιπέδων. Το λειτουργικό σύστημα διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη διαχείριση των πινάκων σελίδας και των σφαλμάτων σελίδας χειρισμού.