段式存储管理

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1、操作系统第16课存储管理今日内容分段式存储管理段页式存储管理虚拟存储管理内容回顾：分页式存储管理的基本思想内存的划分：把整个内存储器划分成大小相等的许多分区，每个分区称为“块”。比如把内存储器划分成n个分区，编号为0,1,2,…,n-1。块是存储分配的单位。用户作业逻辑地址空间的划分：操作系统按照内存块的尺寸对用户地址空间进行划分，每一个分区被称为“页”，编号从0开始。页号物理块号页号物理块号020113142825进程1页表进程2页表页表：系统为每个进程建立一个页表，页表给出逻辑页号和具体内存块

2、号相应的关系。内容回顾：逻辑地址：由页号和页内偏移量两部分组成。页大小：4逻辑地址0：第0页，页内偏移量0逻辑地址10：10=4*2+2第2页，页内偏移量2逻辑地址13：13=4*3+1第3页，页内偏移量1内容回顾：将逻辑地址转换为物理地址从逻辑地址算出页号和页内偏移量从页表中找出页号对应块号物理地址：块号×页大小+偏移量内容回顾：逻辑地址：由页号和页内偏移量两部分组成。逻辑地址0：第0页，页内偏移量0(5x4)+0=20物理地址逻辑地址10：第2页，页内偏移量2(1x4)+2=6物理地址逻辑地址13

3、：第3页，页内偏移量1(2x4)+1=9物理地址使用快表的硬件模式页表控制寄存器内存储器长度起始地址相对地址操作系统页号页内位移命中快表绝对地址块号页内位移没有命中页表内容回顾：分页式存储管理的优缺点优点：没有外碎片，每个内碎片不超过页大小。一个程序不必连续存放。程序占用空间可动态增长。即随着程序运行而动态生成的数据增多，地址空间可相应增长。缺点：作业虽然不占据连续的存储区，但每次仍要求一次全部进入内存。因此，如果作业很大，其存储需求大于内存，那么还是存在小内存不能运行大作业的问题。存在内碎片：

4、平均每一个作业要浪费半页大小的存储块。不能实现真正意义上的共享内存访问速度慢（取一次数据或指令至少要访问内存两次以上）分段式存储管理用户程序的二维结构用户的程序结构不是一维的，多由主程序及一些子程序、过程、函数或模块构成，还包括各种数据结构，如堆栈、表格、变量等。即程序多由程序段和数据段组成。0.0.....0...E11612345.CALL[X][E]...PN..子程序段[X]数组[A]CALL[Y][F]0.0......F..CALL[A]116......LSK子程序段[Y]工作区段[B]主

5、程序段[M]分段式存储管理的基本思想概念分段存储管理中的逻辑地址空间用户程序的划分：按程序自身的逻辑关系划分为若干个程序段，例如主程序段（MAIN）、子程序段、数据段、堆栈段等，每个程序段都有一个段名，且有一个段号。段号从0开始，每一段也从0开始编址，段内地址是连续的逻辑地址段号段内位移量用户通过数对：[段名，段内位移量]指定某段指令的地址。于是，用户的逻辑地址空间是二维的。分段式存储管理中的内存分配在段式存储管理方式中，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

6、），但各段之间可以不连续存放系统中为每个作业建立一个段映射表，称为“段表”。段表段号段首址段长度0100K10K150K15K2120K25K段表记录了段号，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0Main50KSub165K10k段号始址长度0Sub10100KB10K100K150K15KBMain110K120K15k212KB25KSub2145K0Sub2段表25k内存作业分段地址空间分段式存储管理中的地址映射为了实现从进程的逻辑地址到物理地址的变换功能，在系统中设置了段表

7、寄存器，用于存放段表在内存中的开始地址和段表的长度。分段地址转换过程如下：根据段表寄存器找到该作业段表在内存中位置。通过查询有效地址中的段号得到该段在主存中的起始地址。将该段的主存地址和有效地址中的位移量相加，就得到所要访问的主存的物理地址。逻辑地址被分为两部分：段号S和段内位移d。物理地址=段始址+d段式存储管理的硬件实现及存储保护段表控制寄存器越界中断相对地址内存段表起址段表长度≥段号s段内位移d操作系统越界中断≥段表d段2段号段长基址绝对地址01段123段3段0例：段式存储管理中由逻辑地址求物理

8、地址课本P68段式存储管理存储保护与共享分段系统易于实现段的共享，即允许若干个进程共享一个或多个段，而且对段的保护也十分简单易行。段式存储可以规定各段的存取权限，实现段的保护。在段表表项中增加权限位：E代表可执行，不可读写；R代表允许读，不允许写；W代表允许写，而不允许读操作。当用户违反了存取权限时，就会发生保护中断。段式存储管理存储保护与共享在段式存储管理中很容易实现段的共