最多可发生几次缺页中断?
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发布时间：2024-10-21 04:03
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时间：2024-10-21 11:41
请求分页系统中，页表的主要作用是实现用户地址空间到物理内存空间的映射。由于应用程序的一部分被装入内存，另一部分仍驻留在磁盘上，因此，页表需要进行扩充以支持虚拟存储器功能。通常，页表中的每个表项包括页号对应的物理块号、状态位、修改位、外存地址和访问字段等信息。状态位用于指示页面是否已经调入内存，修改位表示页面调入内存后是否被修改过，外存地址用于指出页面在外存上的位置，访问字段记录页面的访问频率。CPU引用内存时，根据状态位判断页面是否在内存中，若不在则产生缺页中断。
缺页中断是请求分页系统中特有的中断，它在一条指令执行期间产生。通常的中断是在每条指令执行完毕后检查是否有中断请求，而缺页中断则在发现要访问的指令或数据不在内存时产生。一条指令可能产生多个缺页中断，例如双操作数指令的每个操作数都不在内存中时，将产生两个中断。在中断处理程序返回时，CPU需要正确执行产生缺页中断的指令。
虚拟存储器系统通常采用调入策略、置页策略和置换策略来管理页面。置换算法用于决定在需要调入页面时，选择内存中哪个页面被置换。常用的置换算法包括最佳算法（选择未来不再使用的页面被置换，无法实现）、最近最久未使用算法（选择内存中最久未使用的页面被置换，性能接近最佳算法）、先进先出算法（选择装入最早的页面被置换，性能较差，存在Belady现象）、时钟算法（折中LRU和FIFO算法，使用指针和使用标志位来选择被置换页面）、最不常用算法（选择到当前时间为止被访问次数最少的页面被置换）以及页面缓冲算法（通过建立置换页面的缓冲，减少系统I/O开销）。这些算法的性能取决于历史数据和局部性原理，可以减少系统I/O操作的次数，从而提高性能。
