UGC NET CS 2016 年 7 月 – II |问题 32

该题目涉及到操作系统中的诸多概念，特别是与进程切换有关的概念。面对这样的问题，程序员需要了解操作系统的基本结构和调度算法，并能够将这些信息用自己熟悉的编程语言实现出来。以下是对该问题的解答：

问题：

考虑一个二级页面表式的情况下，当什么时候才能发生缺页异常？

解答：

在操作系统中，每个进程都有自己的虚拟地址空间，其中又经常包含指向物理地址空间的页表项。由于每个页表在虚拟地址空间的大小与使用的内存大小可能不相等，因此会有许多页表，构成了一个层次结构。这样的层级结构被称为多级页表。

假设我们现在有一个二级页表，其中第一级页表有1024个条目，第二级页表每个页表有1024个条目。因此，我们有1,048,576个虚拟地址。当我们需要访问某个虚拟地址时，系统只会将访问该地址所需的页面信息载入内存，其他地址的信息则不会载入。这可以有效降低内存的开销和访问延迟。

当某个指令所需的页面信息没有被载入内存时，就会发生缺页异常。此时，操作系统会选择一个页面进行替换，并将该指令需要的页面信息载入。如果二级页表中的某个页表项没有指向实际物理页面，那么也会发生缺页异常。所以，在二级页表中，当某个页表项没有指向实际物理页面时，就会发生缺页异常。