计原存储系统——虚拟存储器

（截图来自MOOC平台华中科技大学计算机组成原理课程）

依据冯诺依曼体系，计算机是无法执行比主存空间还要大的程序的，这时就需要一些特殊的手段——虚拟存储器。

主存和辅存之间数据的传输有页式、段式、段页式三种，也由此分别对应三种虚拟存储器。下面以页式存储器为例进行说明。

针对以上两点问题，我们引入了MMU和页表来帮助解决，如何进行逻辑地址与物理地址的转换是虚拟存储器的重要内容。

CPU给出一个虚拟地址，首先在页表中查询该内容是否存在主存中，如果是，进行逻辑地址到物理地址的转换，再从主存中找到相应物理地址的内容。如果不是，则说明不在主存中，此时就需要将该页从磁盘中调入主存。

例如：主存页大小为4K=2^12，则页内偏移量为12位，那么在32位系统中，剩下的20位即为虚拟页号。页表存放在主存中。

当CPU给出一个虚拟地址，与页表进行对照，如果页表项的有效位为1，则说明内容在主存中，将页表项中的物理页号与虚拟地址的页内偏移组合起来即是物理地址。

下面举个例子：

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