段式与虚存管理详解：Lecture11 存储结构与地址转换

在操作系统课件Lecture11中，主要讲解了段式存储管理和虚存的概念及其在计算机内存管理中的应用。段式管理是一种早期的存储管理方法，其核心思想是将用户作业的逻辑空间划分为若干个连续或不连续的段，每个段有自己的地址空间。逻辑地址由段号和段内偏移组成，通常表示为(S,d)形式。物理内存分配遵循多道可变划分法，系统根据作业的需求动态地为每个段分配内存。 段表是管理这种存储方式的关键结构，它记录了每个段的起始地址、长度、作业ID等信息。在段式存储管理中，地址转换过程涉及到段表控制寄存器，通过查找段表确定物理地址（PA），在访问内存时可能需要检查是否越界。段式管理的优点在于没有内碎片，可以通过内存紧缩技术减少外碎片，且有利于共享，但对内存共享的支持相对有限，且不支持存储扩充。 页式管理相比之下，逻辑地址只有一个单一的空间，每个页面大小固定，而段式管理则允许段的大小不固定，使得逻辑地址空间更为灵活。然而，页式管理的页表较长，查找速度相对较慢，而段式管理的段表较短，查找更快。段页式管理则是两者的结合，既保留了段的概念，又利用页式管理的方式来分配内存，用户逻辑地址只需涉及段号和段内偏移，物理地址则扩展到包括页号和页内偏移。 虚存管理是段式存储管理的重要补充，它解决了内存不足的问题，通过虚拟地址空间为用户提供更大的可用内存。在虚存管理系统中，内存访问过程涉及到虚地址到物理地址的映射，这通常通过页表或段表进行，同时还需要考虑内存保护和内存扩充等问题。 Lecture11主要探讨了段式存储管理的基本原理、优缺点以及如何与虚存机制相结合，这对于理解现代操作系统内存管理的核心概念和技术至关重要。学习者需掌握段式管理的逻辑地址转换、内存分配和管理策略，以及如何与页式和其他存储管理模式相比较和协作。