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请求分页-页面框

💡 TIP

总结

  • 页面框是物理内存中的固定大小块,用于存储虚拟内存的页。

  • 通过分页机制,操作系统可以高效管理内存,提高内存利用率,并支持更大的虚拟地址空间。

页面框(Page Frame)是操作系统中物理内存管理的一个重要概念。


页面框的定义

页面框是指物理内存中的固定大小的块,它是虚拟内存管理中用于存放(Page)的单位。

  • :虚拟内存被划分为大小固定的块,每块称为一个页(Page)。

  • 页面框:物理内存也被划分为同样大小的固定块,这些块称为页面框(Page Frame)。

页面框和页的大小相同(通常为 4KB 或 8KB,具体取决于操作系统和硬件架构),这样可以方便地实现虚拟内存和物理内存之间的映射。


页面框的作用

  • 存储页:页面框用于存储从虚拟内存中调入的页。

  • 虚拟内存与物理内存的映射:操作系统通过页表(Page Table)将虚拟内存的页与物理内存的页面框一一对应,从而实现虚拟内存管理。

  • 提升内存利用率:通过分页机制,进程无需全部加载到内存中,只需将常用的页装入页面框即可,减少内存的浪费。


页面框的分配过程

  1. 虚拟地址空间划分:进程的虚拟地址被划分为多个页。

    • 假设某进程需要 16KB 的虚拟内存,且每页大小为 4KB,则虚拟内存被划分为 4 个页。
  2. 物理内存划分:操作系统将物理内存划分为等大小的页面框。

    • 假设有 1GB 的物理内存,页面框大小为 4KB,则物理内存被划分为 262,144 个页面框。
  3. 页面调度:当进程运行时,操作系统将虚拟内存中的页映射到物理内存中的页面框。

    • 若某页需要访问但不在内存(缺页中断),操作系统从磁盘将该页加载到某个空闲页面框中,或通过页面置换算法腾出一个页面框。

页面框相关机制

  • 页表(Page Table):存储每个页与页面框的映射关系。

  • 页面置换:当页面框不足时,操作系统通过页面置换算法(如 LRU、FIFO)将某些不常用的页移出页面框,以腾出空间给新的页。


总结

  • 页面框是物理内存中的固定大小块,用于存储虚拟内存的页。

  • 通过分页机制,操作系统可以高效管理内存,提高内存利用率,并支持更大的虚拟地址空间。


(完)