基本分页存储管理方式
离散分配内存:
作业规定大小划分成小份;内存也按同样大小划分成小份
作业的任一小份可分散放入内存任意未使用的小份
分页方式下,内存的使用率高,浪费少。但不是绝对没有碎片(进程的最后一页不总是能占满一个物理块)
一. 页面的概念
内存划分成多个小单元,每个单元K大小,称(物理)块。作业也按K单位大小划分成片,称为页面。
① 物理划分块的大小 = 逻辑划分的页的大小
②页面大小要适中。
太大,(最后一页)内碎片增大,类似连续分配的问题。
太小的话,页面碎片总空间虽然小,提高了利用率,但每个进程的页面数量较多,页表过长,反而又增加了空间使用。
二、页表的概念
为了找到被离散分配到内存中的作业,记录每个作业各页映射到哪个物理块,形成的页面映射表,简称页表。
每个作业有自己的页表
页表的作用:
页号到物理块号的地址映射
要找到作业A
à关键是找到页表(PCB)
à根据页表找物理块
三、地址的处理
连续方式下,每条指令用基地址+偏移量即可找到其物理存放的地址。
作业相对地址在分页下不同位置的数有一定的意义结构:
页号+页内地址(即页内偏移)
关键的计算是:根据系统页面大小找到不同意义二进制位的分界线。
从地址中分析出页号后,地址映射只需要把页号改为对应物理块号,偏移不变,即可找到内存中实际位置。
四、地址变换机构
前面讲解了地址变换的原理,那么谁具体实现地址映射?——地址变换机构。
围绕页表进行工作,那么页表数据放在哪?
寄存器。一个进程有n个页,页表就需要记录n项数据,需要n个寄存器。不现实。
内存。只设置一个页表寄存器PTR(page table register)记录页表在内存中的首地址和页表长度,运行时快速定位页表。
五、基本分段存储管理方式
从提高内存利用率角度;
固定分区 à 动态分区à 分页
从满足并方便用户(程序员)和使用上的要求角度:
分段存储管理:作业分成若干段,各段可离散放入内存,段内仍连续存放。
方便编程:如汇编中通过段:偏移确定数据位置
信息共享:同地位的数据放在一块方便进行共享设置
信息保护
动态增长:动态增长的数据段事先固定内存不方便
动态链接:往往也是以逻辑的段为单位更方便
分页和分段的主要区别
- 需求:分页是出于系统管理的需要,是一种信息的物理划分单位,分段是出于用户应用的需要,是一种逻辑单位,通常包含一组意义相对完整的信息。
一条指令或一个操作数可能会跨越两个页的分界处,而不会跨越两个段的分界处。 - 大小:页大小是系统固定的,而段大小则通常不固定。分段没有内碎片,但连续存放段产生外碎片,可以通过内存紧缩来消除。相对而言分页空间利用率高。
- 逻辑地址:
分页是一维的,各个模块在链接时必须组织成同一个地址空间;
分段是二维的,各个模块在链接时可以每个段组织成一个地址空间。 - 其他:通常段比页大,因而段表比页表短,可以缩短查找时间,提高访问速度。分段模式下,还可针对不同类型采取不同的保护;按段为单位来进行共享
信息共享
分段系统的突出优点:
易于实现共享
在分段系统中,实现共享十分容易,只需在每个进程的段表中为共享程序设置一个段表项。
比较课本图。对同样的共享内容的管理上,很明显分段的空间管理更简单。分页的图涉及太多的页面划分和地址记录的管理。
易于实现保护:
代码的保护和其逻辑意义有关,分页的机械式划分不容易实现。