3、1_8_具有快表的地址变换机构_20200905124527.pdf
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1、2019/6/26王道考研/1本节内容具有快表的地址变换机构王道考研/CSKAOYAN.COM王道考研/CSKAOYAN.COM知知识识总总览览是基本地址变换机构的改进版本2019/6/26王道考研/2王道考研/CSKAOYAN.COM什什么么是是快快表表(TLB)快表,又称联想寄存器(TLB, translationlookasidebuffer),是一种访问速度比内存快很多的高速缓存(TLB不是内存!),用来存放最近访问的页表项的副本,可以加速地址变换的速度。与此对应,内存中的页表常称为慢表。外存(硬盘)内存(RAM)高速缓存(Cache)寄存器更贵更快更便宜更慢一般集成在CPU内部王道考
2、研/CSKAOYAN.COMMN页表寄存器页号页内偏移量+越界异常页页号号内内存存块块号号060015002400+目标页面内存物理地址逻辑地址页表始址页表长度00X页页号号内内存存块块号号是否命中否是快表(TLB)页表/慢表(存放在内存中)假设某进程执行过程中要依次访问(0, 0)、(0, 4)、(0, 8) 这几个逻辑地址406008若快表中没有目标页表项,则需要查询内存中的页表最近使用过的页表项会放入快表若快表命中就不需要再访问内存了快表中存放的是页表的一部分副本假设:访问TLB只需1 us访问内存需要100 us2019/6/26王道考研/3王道考研/CSKAOYAN.COM引引入入快
3、快表表后后,地地址址的的变变换换过过程程 CPU给出逻辑地址,由某个硬件算得页号、页内偏移量,将页号与快表中的所有页号进行比较。 如果找到匹配的页号,说明要访问的页表项在快表中有副本,则直接从中取出该页对应的内存块号,再将内存块号与页内偏移量拼接形成物理地址,最后,访问该物理地址对应的内存单元。因此,若快表命中,则访问某个逻辑地址仅需一次访存即可。 如果没有找到匹配的页号,则需要访问内存中的页表,找到对应页表项,得到页面存放的内存块号,再将内存块号与页内偏移量拼接形成物理地址,最后,访问该物理地址对应的内存单元。因此,若快表未命中,则访问某个逻辑地址需要两次访存(注意:在找到页表项后,应同时将
4、其存入快表,以便后面可能的再次访问。但若快表已满,则必须按照一定的算法对旧的页表项进行替换)由于查询快表的速度比查询页表的速度快很多,因此只要快表命中,就可以节省很多时间。因为局部性原理,一般来说快表的命中率可以达到 90% 以上。例:某系统使用基本分页存储管理,并采用了具有快表的地址变换机构。访问一次快表耗时 1us,访问一次内存耗时 100us。若快表的命中率为 90%,那么访问一个逻辑地址的平均耗时是多少?(1+100) *0.9 + (1+100+100) *0.1 = 111 us有的系统支持快表和慢表同时查找,如果是这样,平均耗时应该是 (1+100) *0.9 + (100+10
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