先决条件——分页、页表条目、分段
大多数操作系统为每个进程实现一个单独的分页表，即对于在多处理/分时操作系统上运行的“n”个进程，内存中存储了“n”个分页表。有时当一个进程的大小非常大并且它占用虚拟内存时，随着进程的大小，它的页面表大小也会大大增加。
Example: A process of size 2 GB with:
Page size = 512 Bytes
Size of page table entry = 4 Bytes, then
Number of pages in the process = 2 GB / 512 B = 222
PageTable Size = 222 * 22 = 224 bytes通过这个例子可以得出一个结论，对于一个OS中同时运行的多个进程，相当一部分内存只被页表占用。
操作系统还结合了多级分页方案，这进一步增加了存储页表所需的空间，并投入了大量内存来存储它们。页表占用的内存量可能会产生巨大的开销，并且总是不可接受的，因为主内存始终是一种稀缺资源。为了有效地利用内存并在多道程序水平和有效的 CPU 利用率之间保持良好的平衡，人们做出了各种努力。
倒排页表 –
另一种方法是使用反向页表结构，该结构由主存储器每一帧的一个页表条目组成。所以倒置页表中页表项的数量减少到物理内存中的帧数，并使用单个页表来表示所有进程的分页信息。
通过倒排页表，消除了为每个进程存储单独页表的开销，并且只需要固定部分的内存来存储所有进程的分页信息。这种技术被称为反向分页，因为索引是根据帧号而不是逻辑页号完成的。页表中的每个条目都包含以下字段。
- 页码——它指定了逻辑地址的页码范围。
- Process id –倒排页表包含所有正在执行的进程的地址空间信息。由于两个不同的进程可以具有相似的虚拟地址集，因此有必要在反转页表中存储每个进程的进程 ID，以唯一标识其地址空间。这是通过使用 PId 和页码的组合来完成的。因此，此进程 ID 充当地址空间标识符，并确保特定进程的虚拟页面正确映射到相应的物理帧。
- 控制位——这些位用于存储额外的寻呼相关信息。这些包括有效位、脏位、参考位、保护和锁定信息位。
- 链式指针——有时两个或多个进程可能共享主内存的一部分。在这种情况下，两个或多个逻辑页映射到同一个页表条目，然后使用链接指针将这些逻辑页的详细信息映射到根页表。
工作 –反转页表的操作如下所示。
CPU 生成的虚拟地址包含字段，每个页表条目包含分页相关机制所需的其他相关信息。当发生内存引用时，内存映射单元会匹配这个虚拟地址，并在倒页表中查找匹配，得到相应的帧号。如果在第 i个条目处找到匹配，则将进程的物理地址作为真实地址发送，否则如果未找到匹配，则生成分段错误。
注意：反转页表中的条目数 = 物理地址空间(PAS)中的帧数
示例 –反转页表及其变体在 PowerPC、UltraSPARC 和 IA-64 体系结构等各种系统中实现。在 RT-PC 上实现 Mach 操作系统也使用了这种技术。
的优点和缺点：
- 减少内存空间 –
反转页表通常将存储页表所需的内存量减少到物理内存的大小限制。最大条目数可以是物理内存中的页框数。 - 更长的查找时间——
倒转页表按帧号顺序排序，但内存查找是根据虚拟地址进行的，因此，通常需要更长的时间才能找到合适的条目，但通常这些页表是使用哈希数据结构实现的更快的查找。 - 困难的共享内存实现——
由于反向页表为每个帧存储一个条目，因此很难在页表中实现共享内存。链接技术用于将多个虚拟地址映射到按帧号顺序指定的条目。