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。
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