为什么16位地址和12位偏移量会导致4KB的页大小？

Question

我正在阅读《现代操作系统》这本书，但是“页面大小”一章让我感到困惑。

在书中，作者说：

“传入的16位虚拟地址被分成一个4位页号和一个12位偏移量。使用4个位于页号，我们可以有16个页面，并且使用12位偏移，我们可以寻址页面内的所有4096字节。”

为什么是4096字节？使用12位，我们可以寻址一个页面内的4096个条目(entry)，这个是正确的。但是一个条目是一个地址（在这种情况下，地址大小=16位），所以我认为我们可以寻址4096(entry) * 16(bit) = 4096(entry) * 2(byte) = 8KB。但是为什么这本书说我们只能寻址4096(字节)？

提前谢谢！ :)

- Mouhong Lin

Answer 1

假设使用字节寻址内存（过去30年中几乎每台机器都使用），因此每个地址都指的是一个字节，而不是一个条目或地址或任何其他更大的值。要容纳16位值，您需要两个连续的地址（两个字节）。

30多年前，曾经有一些被称为字寻址的机器，它们的工作方式就像您所猜测的那样。但是这种机器在处理面向字节的数据（如ASCII字符）时遇到了麻烦，因此已经不再受欢迎。现在，诸如字节可寻址性、8位字节和二补码整数等功能都被认为是理所当然的。

- Chris Dodd

---

我在70年代和80年代使用过一台大型主机，它是按字寻址的。它们提供了一个选项，可以添加硬件，允许您直接寻址字节或BCD字符。 - dbasnett

非常感谢。这个答案解决了我在作业中遇到的很多不确定性。 - Armada

目前有使用字寻址的处理器，但它们都倾向于是专门的嵌入式类型，如数字信号处理器（DSP）。我曾经参与过一个项目，在那个机器上最小可寻址单元为16位。在那台机器上，sizeof(char) == sizeof(int) == 1。对于字符字符串来说这是浪费的，但是这个应用程序只有非常适度的8位数据使用，所以浪费并不是问题。 - Peter Camilleri

Answer 2

这12位是页面内的偏移量。偏移量以字节为单位，而非地址。2^12等于4096。

- Mark Ransom

Answer 3

因为使用12位，我们可以寻址2^12=4096个插槽。每个插槽代表一个地址，在字节寻址内存中大小为1字节。因此总大小为4096*1=4096字节=4KB。

- hqt

Answer 4

你正在计算的是页面大小，即内存中页面表中页面的大小。由于我们使用12位偏移量，因此物理内存中的每个帧为2^12=4096K。但是，页面表中的每个页面占用内存中的2^12个条目x 2字节= 8K。

- An Cong Tran

Answer 5

好的，所以您有16位虚拟地址，让我们看看这意味着什么。这意味着您有2**16 = 65536字节。

4位页码表示有16个页面，如2^4 = 16。 现在您将页面命名为page1、page2...page16。

现在我们还剩下12位，让我们看看12位可以表示多少地址，2**12=4096字节

65536字节也可以通过将其分成16个包含每个4096字节的页面来实现，即4096*16=65536

- Mohit Dabas