文章目录
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- 106、在虚拟内存管理中，地址变换机构将逻辑地址变换为物理地址，形成该逻辑地址的阶段是？
- 107、什么是多级页表？
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- 为什么需要多级页表？
- 多级页表的基本概念：
- 多级页表的结构与工作原理：
- 具体示例：
- 多级页表的优点：
- 多级页表的缺点：
- 多级页表示意图：
- 总结：
- 108、在存储管理中，存储保护的目的是什么？
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- 存储保护的目的：
- 存储保护的实现机制：
- 存储保护的异常处理：
- 存储保护的举例：
- 总结：
- 109、虚拟地址空间的大小上限受什么影响？
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- 1. **CPU架构的位数**
- 2. **操作系统的限制**
- 3. **硬件支持（MMU和页表级数）**
- 4. **地址空间布局随机化（ASLR）**
- 5. **物理内存的限制**
- 6. **页大小**
- 总结
- 110、什么是边界地址保护（Bounded Address Protection）与上下限地址保护（Base and Limit Register Protection）？
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- 一、边界地址保护（Bounded Address Protection）
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- 1. 概念
- 2. 实现方式
- 3. 示例
- 4. 优缺点
- 二、上下限地址保护（Base and Limit Register Protection）
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- 1. 概念
- 2. 实现方式
- 3. 示例
- 4. 优缺点
- 三、边界地址保护与上下限地址保护的对比
- 四、实际应用中的内存保护机制
- 五、结语
106、在虚拟内存管理中，地址变换机构将逻辑地址变换为物理地址，形成该逻辑地址的阶段是？
链接阶段
解析：
在虚拟内存管理中，程序的地址在不同的阶段有不同的表示方式：
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编辑阶段（A. 编辑）：编写源代码，此时使用的是符号名称和变量名等，尚未涉及地址分配。
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编译阶段（B. 编译）：编译器将源代码转换为目标代码，生成符号地址，这些地址是相对于各自模块的。
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链接阶段（C. 链接）：
- 链接器将多个目标模块和库文件链接成一个完整的可执行文件。
- 在此过程中，符号地址被转换为逻辑地址，为程序的各个模块分配了统一的逻辑地址空间。
- 逻辑地址是程序在运行时使用的地址，但尚未映射到物理内存。
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装载阶段（D. 装载）：
- 装载器将可执行文件加载到内存中，但在虚拟内存系统中，实际的物理地址映射是在运行时由地址变换机构完成的。
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运行阶段：
- CPU在执行程序时，通过地址变换机构（如MMU）将逻辑地址转换为物理地址，以实际访问内存单元。
结论：
- 逻辑地址是在链接阶段形成的，链接器为各个目标模块分配了逻辑地址，构成了完整的逻辑地址空间。
- 地址变换机构在程序运行时，将这些逻辑地址映射为物理地址。
107、什么是多级页表？
**多级页表（Multilevel Page Table）**是一种内存管理数据结构，用于解决单级页表在管理大地址空间时内存开销过大的问题。它通过将页表层次化，使页表本身也分页，从而减少页表在内存中的占用。多级页表特别适合现代系统中虚拟地址空间较大的场景（例如32位或64位系统），其设计目的是优化内存的使用，特别是处理虚拟内存空间的映射。
为什么需要多级页表？
在单级页表的内存管理方式中，页表的大小取决于虚拟地址空间的大小和页大小。对于大规模虚拟地址空间，单级页表可能非常庞大，导致过多的内存被用于存储页表，这样的开销在许多情况下是无法接受的。假设一个32位地址空间，页大小为4KB，则页表项的数量为：
2 32 4 × 1024 = 2 20 = 1 , 048 , 576 个页表项 \frac{2^{32}}{4 \times 1024} = 2^{20} = 1,048,576 \text{个页表项} 4×1024232=220=1,048,576个页表项
如果每个页表项占4字节，则页表总大小为：
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