基本页表和二级页表的思路和比较

基本页表
默认块号大小为4KB。

(页表项由 页号 和 块号 组成)
块号是内存的。
块号 -> 物理地址
内存的块号是唯一的，通过它能得到内存内的物理地址。

块号为0，它的物理地址为0。
比如块号为3，它的物理地址是4KB*3 = 12288。

页表：通过页表知道进程的4KB数据块，存放在内存的哪个4KB的空间内；
逻辑地址转换：一个逻辑地址通过计算后，得到在内存中的物理地址。

 计算机为32位,按字节编址。逻辑地址也为32位。
 页内偏移量为12位，是因为每个页面固定大小为4KB = 2¹²B。
 页号有20位，可以认为系统最多有2²⁰个页面（内存大小最大为2²⁰*4KB = 4GB）。

 我们得到一个逻辑地址如何算出真实的物理地址？
 前面的20位的页号就是内存的块号,通过前面的方法（块号 -> 物理地址）。
 比如块号为n，偏移量为w,物理地址为n*4KB+w。

这个n有很多种算法
我们可以使用除法，逻辑地址 / 页面大小。（除法相当于二进制移位）
或者我们可以和计算机硬件的处理方式，前面的20位就是页号（块号）

一级页表需要扩充成二级页表的原因：
页表是连续存放的。（页表在存储时，只存块号，前面的页号是不存的（比如C语言的数组是不存下标的，所以需要连续存放，从而可以快速算出某个元素存放的地址））
页表的优点是，页表的块可以分散存放，但是页表又需要连续存放，这就体现不出它的优点了，所以我们引进了二级页表。

二级页表
 我们前面说过了一级页表，是只存储内存块号的。
 假设内存块号大小是2²⁰，我们用4B = 32位 来存放内存块号。不用3B存的原因是 为了一个页面正好能装下整数个页表项（如取成4B，一页正好能装下1K个页表项）。

 以一个40MB的进程为例，页表项共40KB(40MB/4KB*4B)大小,如果按照一级页表的存法，我们需要10个连续的页框（40KB/4KB）。
 我们思考二级页表如何使得这10个页面不需要连续了？

思路：
 顶级页表最多只能有一个页面。（这是规定）
 一个页面可以存放1K个页表项4KB/4B = 1K。
 所以顶级页表虽然只有一个页面但是可以存放1K个页表项，其中每一个页表项对应的是下一级的1K个页表项。所以可以存放的最大空间是1K* 1K *4KB = 4GB内存。

我们知道在一级页表中页号有20位。二级页表我们不需要连续存放了，所以这就是一级页号和二级页号只有10位（1K）的原因。

参考资料：

1. （视频）https://www.bilibili.com/video/BV1YE411D7nH
2. （书籍）2021操作系统考研复习指导-王道论坛