14存储管理3分段段页式管理

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1、第四章存储器管理4.3分页存储管理4.5分段存储管理4.6虚拟存储器4.7请求分页存储管理方式复习纯分页式内存管理基本思想页表主要内容，作用逻辑地址到物理地址的转换过程“快表”的作用分页存储管理，是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片，称为页面或页，并为各页加以编号。相应地，也把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块，称为(物理)块或页框(frame)，在为进程分配内存时，以块为单位将进程中的若干个页分别装入到多个可以不相邻接的物理块中。由于进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片，称之为“页内碎片”。2.

2、页表列出了作业的逻辑地址与其在主存中的物理地址间的对应关系。一个页表中包含若干个表目，表目的自然序号对应于用户程序中的页号，表目中的块号是该页对应的物理块号。页表的每一个表目除了包含指向页框的指针外，还包括一个存取控制字段。表目也称为页描述子。分页管理中页与页框的对应关系示意图3.地址结构分页地址中的地址结构如下：页号P位移量W3112110对某特定机器，其地址结构是一定的。若给定一个逻辑地址空间中的地址为A，页面的大小为L，则页号P和页内地址d可按下式求得：4.3.3地址变换机构1.基本的地址变换机构图4-13分页系统的地址变

3、换机构具有快表的地址变换机构图4-14具有快表的地址变换机构1.两级页表逻辑地址结构可描述如下：图4-14两级页表结构第四章存储器管理4.5分段存储管理4.5.1分段式存储管理的引入在分页存储系统中，作业的地址空间是一维线性的，这破坏了程序内部天然的逻辑结构,造成共享、保护的困难。引入分段存储管理方式，主要是为了满足用户和程序员的下述需要：1)方便编程2)信息共享3)信息保护4)动态增长5)动态链接分段管理基本思想作业的地址空间划分：按程序自身的逻辑关系划分为若干个程序段，每个程序段都有一个段名，可用段号代替。段号从0开始

4、，每一段也从0开始编址，段内地址是连续的。系统为每个段分配一个连续的分区；各个段离散地放入不同的分区。...0S工作区段[B]主程序段[M]......0EP子程序段[X]0K...CALL[X][E].........CALL[Y][F]CALL[A]116......0FL子程序段[Y]0116N数组[A]12345...4.5.2分段系统的基本原理1.分段分段地址中的地址具有如下结构：段号段内地址31161502.段表它记录了段号，段的首（地）址和长度之间的关系每一个程序设置一个段表，放在内存,属于进程的现场信息段表比页表

5、多一项内容：每段的长度段号012段首址段长度58K20K100K110K260K140K内存划分内存分配内存空间被动态的划分为若干个长度不相同的区域，称为物理段，每个物理段由起始地址和长度确定。以段为单位分配内存，每一个段在内存中占据连续空间（内存随机分割，需要多少分配多少），但各段之间可以不连续存放.....B0SA0NY0LX0PM0K逻辑段号01234作业i的地址空间10003200500060008000PKSLN主存K3200P1500L6000N8000S5000长度段地址01234操作系统分段管理中作业i与段表、存

6、储空间的关系段表3.硬件支持系统设置一对寄存器1.段表始址寄存器：用于保存正在运行进程的段表的始址2.段表长度寄存器：用于保存正在运行进程的段表的长度（例如上图的段表长度为5）3.地址变换机构图4-18分段系统的地址变换过程ClCb+段号S段内地址d比较比较b+d段表S>=Cl快表物理地址段表始址寄存器段表长度寄存器逻辑地址lb...Slb地址越界d>=1d>=1具有快表的地址映射及存储保护机制地址越界地址越界比较4.分页和分段的主要区别(1)页是信息的物理单位，段则是信息的逻辑单位(2)页的大小固定且由系统决定，而段的长度却不

7、固定(3)分页的作业地址空间是一维的，即单一的线性地址空间，分段的作业地址空间则是二维的4.5.3段式管理信息共享的优势页是物理结构，而需要共享的往往是逻辑结构，二者的不一致容易产生“某页中，前半页不需共享，后半页需共享”的情况。一般来说，段表比页表长度小。4.5.3信息共享图4-19分页系统中共享editor的示意图图4-19分段系统中共享editor的示意图分段管理的优缺点优点：便于动态申请内存管理和使用统一化便于共享便于动态链接缺点：产生碎片思考：与可变分区存储管理方案的相同点与不同点？4.5.4段页式存储管理方式1．基本

8、原理段页式系统的基本原理，是分段和分页原理的结合，即先将用户程序分成若干个段，再把每个段分成若干个页，并为每一个段赋予一个段名。图4-21示出了一个作业地址空间的结构。该作业有三个段，页面大小为4KB。在段页式系统中，其地址结构由段号、段内页号及页内地址三部分所