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物理地址的计算涉及将逻辑地址转换为实际的物理内存地址,具体方法取决于内存管理方式。以下是两种常见场景的说明:
一、分页存储管理中的物理地址计算
逻辑地址由页号(Page Number)和页内地址(Offset)组成,计算公式为:
$$text{逻辑地址} = text{页号} + text{页内地址} = p + d$$
其中,页号和页内地址通常以二进制形式表示。
物理地址转换公式
物理地址通过以下公式计算:
$$text{物理地址} = text{页框号} times text{页面大小} + text{页内地址} = f times 2^{12} + d$$
其中,页面大小通常为4KB(即$2^{12}$字节)。
示例计算
逻辑地址2100(十进制)转换为物理地址:
- 页号:10(二进制1010),对应页面4($2^2$)
- 页内地址:1024(二进制10000000000),取后12位0000110000(52)
- 物理地址:$4 times 4096 + 52 = 16384 + 52 = 16436$(十进制)
对应十六进制为:
$$16436_{10} = 0x4052_{16}$$
因此,物理地址为0x4052。
二、实地址模式下的物理地址计算
段地址与偏移地址
实地址模式下,物理地址由段地址和偏移地址组成,计算公式为:
$$text{物理地址} = text{段地址} times 16 + text{偏移地址}$$
由于16位段地址左移4位相当于乘以16,因此需将段地址转换为20位基地址。
示例计算
段地址CS=0F8AH(十六进制),偏移地址IP=2460H(十六进制):
- 段地址(二进制):01011110 10001010
- 左移4位后:10111110 1000101000(20位基地址)
- 偏移地址(二进制):00101100 00010100
- 物理地址:
$$20496 + 460 = 24056 text{(十进制)}$$
对应十六进制为:
$$24056_{10} = 0x6090_{16}$$
因此,物理地址为0x6090。
三、注意事项
地址空间:
物理地址空间通常为线性增长,从0开始顺序编号。
表示形式:物理地址多以十六进制形式表示,便于人类阅读和计算机处理。
应用场景:分页系统广泛应用于现代操作系统,而实地址模式多见于早期计算机体系结构。
通过上述方法,可将逻辑地址转换为物理地址,实现内存的有效管理。