基本分段存儲管理

與分頁最大的區(qū)別：離散分配時所分配地址空間的基本單位不同
進程的地址空間：按照程序自身的邏輯關系劃分為若干個段，每個段都有一個段名，每段從0開始編址
內(nèi)存分配規(guī)則：以段位單位進行分配，每個段再內(nèi)存中占連續(xù)空間，但各段之間可以不相鄰。由于時按照邏輯功能劃分，用戶編程更方便，程序可讀性更高。

編譯程序會將段名轉(zhuǎn)換為段號

分段系統(tǒng)的邏輯地址由段號和段內(nèi)地址（段內(nèi)偏移量）組成

段號的位數(shù)決定了每個進程最多可以分多少個段，段內(nèi)地址位數(shù)決定了每個段的最大長度是多少

段表：記錄各個邏輯段在內(nèi)存中存放的地址
每個段表由三部分組成：段號+段長+基址
段號可以隱藏，假設段號16位，段內(nèi)地址16位，32位操作系統(tǒng)，按字節(jié)尋址，則每個段表項的長度為16+32=6B。如果段表存放的起始地址為M,則第k號段的地址為M+6*k

段表寄存器：存放在PCB中，當進程將要運行的時候會恢復。保存段表始址F和段表長度M

根據(jù)邏輯地址得到段號S、段內(nèi)地址W

比較段號和段表長度，如果超過產(chǎn)生越界中斷

查詢段號對應的段表項:F+S*段表項長度得到段基址b

檢查段內(nèi)地址W和段長C，如果超過產(chǎn)生越界中斷(與分頁管理不同）

根據(jù)段基址b+段內(nèi)地址W

分段、分頁管理的對比：

• 頁是信息的物理單位，分頁的主要目的是為了離散分配，提高內(nèi)存利用率。分頁僅僅是系統(tǒng)管理上的需要，完全是系統(tǒng)行為，對用戶是不可見的。
• 段是信息的邏輯單位，分段的主要目的是為了更好地滿足用戶需求，一個段同行包含著一組數(shù)以億個邏輯模塊的信息，分段對用戶是可見的，用戶編程時需要顯式地給出段名
• 頁的大小固定且由系統(tǒng)決定，段的長度不固定，決定于用戶編寫的程序
• 分頁的用戶進程地址空間是一維的，程序員只需要給出一個記憶符就可以表示一個地址
• 分段的用戶進程地址空間是二維的，程序員在標識一個地址時，既要給出段名，又要給出段內(nèi)地址。
• 分段比分頁更容易實現(xiàn)信息的共享和保護。不能被修改的代碼稱為純代碼或可重入代碼（不屬于臨界資源 ），這樣的代碼是可以共享的。可修改的代碼是不能共享的（比如一個代碼段中有很多變量，各個進程并發(fā)地同時訪問可能造成數(shù)據(jù)的不一致）。頁面因為不是按照邏輯模塊劃分的，這就很難實現(xiàn)共享。
• 分頁（普通）需要兩次訪存，分段也需要兩次訪存。分段存儲同樣也可以引入快表機構(gòu)

段頁式管理

分段管理產(chǎn)生外部碎片的原理和動態(tài)內(nèi)存管理產(chǎn)生外部碎片的原理相同，因此同樣也可以通過緊湊技術(shù)，但是緊湊技術(shù)需要較大的時間代價。

將進程按邏輯模塊分段，再將各段分頁
段頁式系統(tǒng)的邏輯地址：段號、頁號、頁內(nèi)地址（頁內(nèi)偏移量）組成

段號的位數(shù)決定了每個進程最多可以分幾個段
頁號位數(shù)決定了每個段最大有多少頁
頁內(nèi)偏移量決定了頁面大小、內(nèi)存塊大小

分段對用戶是可見的，程序員編程時需要顯式地給出段號、段內(nèi)地址。而將各段分頁對用戶是不可見的。系統(tǒng)會根據(jù)段內(nèi)地址自動劃分頁號和頁內(nèi)偏移量。因此段頁式管理的地址結(jié)構(gòu)是二維的。

每一個段對應一個段表項，每個段表項由段號、頁表長度、頁表存放塊號（即就是頁表起始地址）組成。每個段表項長度相等，段號是隱藏的。相當于每一個段表項都是一個PTR（頁表寄存器）

這里的段表不同于分段管理中的段表（段號（隱藏）+段長度+段基址）

每一個頁面對應一個頁表項，每個頁表項由頁號、頁面存放的內(nèi)存塊號組成（頁號隱藏）

邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址

PCB中包含段表寄存器：段表始址F + 段表長度M

根據(jù)邏輯地址得到段號S，頁號P，頁內(nèi)偏移量W

判斷段號是否合法，若S>=M則產(chǎn)生越界中斷

查詢段表，找到對應的段表項，段表項存放地址為F+S*段表項長度

判斷頁表長度和頁號，如果頁號>=頁表長度則產(chǎn)生越界中斷

查詢頁表項=頁表起始地址+頁號*頁表項長度

根據(jù)頁表項得到的內(nèi)存塊號*內(nèi)存大小+頁內(nèi)偏移量W得到物理地址

三次訪存：訪問段表->訪問頁表->訪問物理地址

可以引入段表機制，用段號和頁號作為查詢的關鍵字，則只需要一次訪存

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的操作系统【五】分段内存管理+段页式内存管理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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