第十五讲 分段式管理

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1、第十五讲分段式存储管理6、联想存储器和快表使用高速存储器，用于存储页表的一部分。存放在高速存储器中的页表称快表，这种高速存储器称联想存储器。－般是小容量的，如16-512个单元；根据程序执行局限性特点，把这些页登记在快表中将大大加速指令执行速度。采用联想存储器和快表后，可使地址转换时间缩小，据计算16个单元的相联存储器的快表命中率可达90%，即有90%读/写内存的指令可减少一次访问内存的时间。在系统中，联想存储器只有一个，快表也在不断变化。处理器更换进程运行时，快表也应作为现埸之一加以保护和恢复。

2、4.5.4两级和多级页表现代的大多数计算机系统，都支持非常大的逻辑地址空间(232～264)。这样页表就变得非常大要占用大的内存空间。例如，对于一个32位逻辑地址空间的分页系统，若页面大小为4KB，即212B，则每个进程页表中的页表项可达1兆（220=1M）。又因为每个页表项占用一个字节，故每个进程仅页表就要占用1M的内存空间，而且要求连续。可以采用这样两个方法来解决这一问题：①采用离散分配方式来解决难以找到一块连续的大内存空间的问题；②只将当前需要的部分页表项调入内存，其余页表项仍驻留磁盘，需要

3、时再调入。1）两级页表(Two-LevelPageTable)将页表分页，离散得将页表的各页面存放在不同物理块中，并为离散的页表建立外层页表，记录各页表所在位置。逻辑地址结构描述如下：块大小212=4K有210个子页表每张子页表有210项P1P2P3外层页号外层页内地址页内地址含义：子页表数每张页表的表项数目页内大小101110780121742n第0页页表1460121023第1页页表114115011023外部页表012345671141151468第n页页表14680121023内存空间存放

4、在第1011块4.6分段存储管理4.6.1分段存储管理方式的引入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一系列需要：1)方便编程2)信息共享3)动态增长5)动态链接2、管理方式作业按逻辑分段(如作业划分出主程序段、程序段、数据段和工作区段等)，每个段都具有完整的逻辑意义，可独立编程，从“0”编址。段与段间地址不连续，但段内地址连续。每一段的内存分配方法与可变分区一样。3、地址转换逻辑地址结构如下：地址结构决定了作业中最多段数及每段最大长度。若段号3位，段内地址13位，则作业最多8段，

5、每段最长可达8K字节。每段分配时根据段长找出一个可容纳该段的空闲区，采用动态重定位方式将各段分别装入到不连续的几个内存区域。段号段内地址4、段表为了作业的正确执行，首先记下各段位置，系统为每道作业设立一个“段表”，记录各段在内存中的首地址和长度。段表长度由作业分段决定。段长基址段号0123主程序段子程序段X子程序段Y数组A段工作区段逻辑地址空间5、地址转换执行指令时，硬件的地址转换机构按逻辑地址中的段号查段表，得到该段在内存中的起始地址和长度按下面公式计算出绝对地址装入：绝对地址=段起始地址+段内

6、地址6、分页和分段的主要区别页是信息的物理单位，分页是以离散分配方式消除内存外零头，提高内存的利用率。或者说，分页仅仅是由于系统管理的需要而不是用户的需要。段则是信息的逻辑单位，它含有一组意义相对完整的信息。分段的目的是为了能更好地满足用户的需要。分页由操作系统完成，分段多由用户或程序员完成。页的大小固定且由系统确定，由系统把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，由硬件实现的，系统中只能有一种大小的页面。段的长度不固定，决定于用户编写的程序。通常编译程序在对源程序进行编译时，根据信息的性质来划分。分

7、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是二维的，程序员在标识一个地址时，既需给出段名，又需给出段内地址。ed1ed2ed40data1data10进程12122606170页表ed1ed2ed40data1data10进程22122607180ed1ed2ed40data1data10data1data10主存021226061707180页表分页系统共享editor示意图editor7、信息共享分页式存储中的共享分段系统共享editor示意图editor进程1data

8、1进程2editordata2段表段长基址16080402401608040380editordata1…data280240280380420分段式存储中的共享4.7段页式存储管理段式管理中不同段可以地址不连续，提高了内存利用率，但每段必须占据内存连续区域，于是为装入一个分段可能要移动巳在内存的其他段。为克服这个缺点，可采用段页式存储管理。