[其他]具有請(qǐng)求調(diào)頁(yè)內(nèi)存的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)的存取檢驗(yàn)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85107395
• 申請(qǐng)日: 1985-10-07
• 公開（公告）號(hào): CN85107395A
• 公開（公告）日: 1987-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 理查德·L·賽茨;斯坦利·A·拉基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 數(shù)字設(shè)備公司
• 主分類號(hào): G06F15/06
• 分類號(hào): G06F15/06
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 匡少波

一般地說(shuō)，本發(fā)明是同數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)領(lǐng)域有關(guān)，更準(zhǔn)確地說(shuō)是同這樣的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)有關(guān)，即這系統(tǒng)具有存貯器管理裝置，它將請(qǐng)求調(diào)頁(yè)的虛擬尋址合拼在保護(hù)環(huán)環(huán)境中，來(lái)管理應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)程序間對(duì)數(shù)據(jù)的存取，當(dāng)一個(gè)程序需要的數(shù)據(jù)是以從存貯器的兩個(gè)分離頁(yè)中單個(gè)傳送時(shí)，本發(fā)明能夠使處理器在任何傳送發(fā)生之前確定這程序在這兩頁(yè)中存取數(shù)據(jù)的權(quán)利。如果不需要從存貯器中的兩頁(yè)，本發(fā)明僅僅執(zhí)行一次存取檢查程序，因?yàn)橐豁?yè)中的所有數(shù)據(jù)都適用于具有相同存取權(quán)利的程序。

一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)通常包括三個(gè)基本部分，即一個(gè)存貯器單元，一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出單元，和一個(gè)處理器單元，所有這些單元通過(guò)一根或多根總線相互連接。存貯器單元存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在可尋址的存儲(chǔ)單元中。這數(shù)據(jù)包括操作數(shù)和用于處理的這些操作數(shù)的指令。處理器單元從存貯器單元取來(lái)數(shù)據(jù)，或使數(shù)據(jù)傳送給處理器，解釋這些得到的數(shù)據(jù)是指令或操作數(shù)，并根據(jù)指令處理操作數(shù)。然后將結(jié)果存入存貯器單元。輸入/輸出單元也同存貯器單元通信，以便將數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)中，并從系統(tǒng)中得到處理后的數(shù)據(jù)。輸入/輸出單元通常根據(jù)處理器單元提供的控制信息進(jìn)行操作。輸入/輸出單元可以包括（例如）：打印機(jī)、電傳打字機(jī)、鍵盤和顯示終端，也可以包括輔助數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，譬如象磁盤驅(qū)動(dòng)器和磁帶機(jī)。

在最現(xiàn)代的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，可尋址存儲(chǔ)單元的數(shù)量，也就是地地址空間（這是在存儲(chǔ)器單元中實(shí)際存在的）通常實(shí)際上少于可以被編址的存儲(chǔ)單元總教。在現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，對(duì)于具有16位地址字的系統(tǒng)，其潛在地址空間可達(dá)64k字節(jié)，而對(duì)于具有32位地址字的系統(tǒng)，可超過(guò)4千兆字節(jié)。現(xiàn)代流行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以容易地包含有64k字節(jié)的內(nèi)存儲(chǔ)器，但由于空間和成本的限制，包含4千兆字節(jié)內(nèi)存是不實(shí)際的。實(shí)際上，在許多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，一個(gè)內(nèi)存實(shí)際存在的最大存儲(chǔ)單元數(shù)是在10字節(jié)數(shù)量級(jí)。

為了使程序員能夠使用比一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)際存在的要大的地址空間，采用虛擬地址技術(shù)。用虛擬尋址，虛擬的和物理的地址空間都被分成相鄰的存儲(chǔ)單元塊，稱為“頁(yè)”，虛擬地址空間的頁(yè)是和物理地址空間的頁(yè)尺寸大小相同，也就是有相同數(shù)量的單元。在本發(fā)明受讓人所使用的虛擬地址系統(tǒng)中，虛擬和物理存貯器中，一頁(yè)通常表示512字節(jié)存儲(chǔ)單元。沒有被使用的頁(yè)存放在磁盤或磁帶機(jī)中，而不是存在實(shí)際內(nèi)存中。這樣，內(nèi)存單元中僅僅包含應(yīng)用程序最常用的和最近剛使用的頁(yè)。

當(dāng)一個(gè)程序需要的數(shù)據(jù)實(shí)際上不在內(nèi)存的頁(yè)中，操作系統(tǒng)將磁盤中包含這數(shù)據(jù)的整頁(yè)傳送到內(nèi)存的一頁(yè)中。由于這個(gè)操作可以使得數(shù)據(jù)出現(xiàn)在被重寫的內(nèi)存中，操作系統(tǒng)也可以傳送這個(gè)被重寫的頁(yè)的數(shù)據(jù)到磁盤。這種稱為“交換”的過(guò)程本質(zhì)上對(duì)于應(yīng)用程序是透明的，這就是說(shuō)由于這種過(guò)程是由操作系統(tǒng)而不是應(yīng)用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)用程序不需要知道內(nèi)存的尺寸結(jié)構(gòu)，也不需要知道含有這個(gè)需要的數(shù)據(jù)的磁盤驅(qū)動(dòng)器中的位置。

在需要的頁(yè)被裝入內(nèi)存后，處理器必須能夠?yàn)閼?yīng)用程序確定該數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的位置。處理器從包含虛擬地址的頁(yè)實(shí)現(xiàn)地址翻譯，以便識(shí)別在實(shí)際內(nèi)存中的頁(yè)。在受人使用的虛擬地址系統(tǒng)中，這種翻譯包括使用一種頁(yè)面表入口，它包含有頁(yè)面號(hào)，這就是內(nèi)存中物理頁(yè)面的識(shí)別。為了縮短翻譯所需要的時(shí)間（通常每次翻譯要存取幾次內(nèi)存），處理器使用位于處理器模塊本身中的翻譯緩沖存儲(chǔ)器，它包含有少量最近使用的頁(yè)面表入口。

就是上面已經(jīng)提到的，一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所處理的程序可以分類為應(yīng)用程序或操作系統(tǒng)程序，它們有不同的保護(hù)環(huán)，以防止應(yīng)用程序修改操作系統(tǒng)程序的指令碼或數(shù)據(jù)，反之亦然。在某些系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)程序還可以再分成幾種類型程序。例如，在VAX-11處理器中，使用本發(fā)明的受讓人售出的VMS操作系統(tǒng)，其操作系統(tǒng)程序分成由核、管理程序和執(zhí)行程序，每個(gè)程序都有一個(gè)單獨(dú)的保護(hù)環(huán)。在其它操作系統(tǒng)中，譬如Unix，形成操作系統(tǒng)的各種程序被類似地分類。

當(dāng)處理器企圖為一個(gè)程序存取內(nèi)存單元的內(nèi)容時(shí)，無(wú)論是操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序，首先必須確定運(yùn)行中的程序是否有權(quán)存取數(shù)據(jù)。例如，如果處理器正在運(yùn)行一個(gè)用戶程序，通常它不能從任何用于操作系統(tǒng)程序的數(shù)據(jù)頁(yè)面檢索出或?qū)懭霐?shù)據(jù)。典型地，內(nèi)存一頁(yè)中的所有數(shù)據(jù)是適用于具有相同存取權(quán)利的程序。也就是每頁(yè)中的所有數(shù)據(jù)都適用于一個(gè)用戶程序，或適用于內(nèi)核、執(zhí)行程序或管理程序中的一個(gè)程序，所以能被不同保護(hù)環(huán)中的程序存取的數(shù)據(jù)，是不能裝入相同的頁(yè)。然而，不同頁(yè)中的數(shù)據(jù)能被不同保護(hù)環(huán)的程序存取。