分段存储管理方式详解

"09-基本分段存储管理方式.pdf" 在计算机操作系统中，内存管理是至关重要的，而基本分段存储管理方式是一种针对进程地址空间的组织方法，它侧重于根据程序的逻辑结构来划分内存。本文将深入探讨分段存储管理的基本原理、特点以及与分页管理的比较。 1. 分段 分段是将进程的地址空间划分为多个逻辑单位，每个单位被称为一个段，通常对应于程序的一个功能或数据结构。每个段都有一个唯一的名称（段名），便于程序员引用。段内的地址从0开始，段与段之间在内存中可以不连续，以适应不同大小和逻辑关联的代码和数据。 2. 段表 由于段在内存中可能是离散分布的，为了有效地管理这些段，操作系统会为每个进程创建一个段表。段表包含了每个段的物理地址（基址）和长度信息，使得系统能够根据逻辑地址找到实际的内存位置。每个段对应一个段表项，段表项的长度相同，允许通过简单的计算得到所需段的物理地址。 3. 地址变换过程 在分段系统中，逻辑地址转换为物理地址需要通过段表。首先，根据逻辑地址中的段号查找段表，得到对应的段基址和段内偏移量。然后，将段内偏移量加上段基址，得到最终的物理地址。 4. 分段与分页的对比 - 分页 是以固定大小的块（页）作为分配单位，主要是为了内存管理，提高内存利用率，对用户透明。而 分段 更注重逻辑结构，方便信息的组织和共享，用户可以直接使用段名和段内地址来标识数据。 - 页的大小固定，由系统决定，而段的长度由程序内容决定，可变。 - 分页的地址空间是一维的，而分段是二维的，需要段名和段内地址。 - 分段更利于实现信息共享与保护，但分页系统中可以通过页表实现类似功能。 - 访问逻辑地址通常需要两次内存访问，但在引入快表后，可以减少一次，提高效率。 5. 段页式管理方式 段页式存储管理结合了分页和分段的优点，将进程的地址空间首先按段划分，然后每个段再被分成固定大小的页。这种方式解决了分段中的外部碎片问题，并允许更细粒度的内存管理。逻辑地址结构通常包括段号、段内页号和页内偏移量，通过段表和页表两次查找，最终确定物理地址。 6. 优缺点分析 - 分段管理中，外部碎片可以通过“紧凑”技术解决，但可能导致较高的时间开销。 - 段页式管理克服了分段和分页各自的缺点，提供了更灵活的内存管理和高效的地址转换。 分段存储管理方式强调逻辑结构的完整性和用户友好性，而分页则关注内存的有效利用。段页式管理方式则试图在两者之间找到平衡，提供了一种兼顾逻辑性和效率的内存管理策略。在实际操作系统的实现中，这些方法可以根据具体需求进行组合和优化，以满足不同的性能和功能需求。