メモリ管理ユニットは論理アドレスを物理アドレスにどのように変換しますか?
1. ページ テーブル:MMU は、論理アドレスを物理アドレスにマップするデータ構造であるページ テーブルを維持します。ページ テーブルは複数のレベルに編成されており、各レベルは論理アドレスの異なる部分を表します。
2. アドレス分割:プロセスが論理アドレスを参照すると、MMU はアドレスを複数の部分に分割します。
- ページ番号:これは論理アドレスの上位ビットであり、メモリ内の特定のページを識別します。
- ページ オフセット:これは論理アドレスの下位ビットであり、ページ内の特定の位置を識別します。
3. ページ テーブル ルックアップ:MMU はページ番号を使用して、ページ テーブル内の対応するエントリを検索します。ページ テーブルの各エントリには、対応するページの物理アドレスが含まれています。
4. アドレス変換:ページ テーブル エントリが有効な場合 (つまり、ページがメモリ内にある場合)、MMU は物理ページ アドレスとページ オフセットを組み合わせて、最終的な物理アドレスを取得します。この物理アドレスを使用して、メモリ内のデータまたは命令にアクセスできます。
5. ページ フォールト:ページ テーブル エントリが無効な場合 (つまり、ページがメモリ内にない場合)、MMU はページ フォールト例外を生成します。次に、オペレーティング システムは、必要なページを二次ストレージ (ディスクなど) からメモリに取り込み、ページ テーブルを更新することによって、ページ フォールトを処理します。
このアドレス変換プロセスにより、MMU はメモリを効率的に管理し、プロセスに仮想メモリ機能を提供できるようになり、割り当てられた物理アドレス空間を超えてメモリにアクセスできるようになります。