理解分段与分页：存储管理中的关键差异

本章节主要探讨了存储器管理中的重要概念——分段与分页的区别，以及与之相关的技术，包括存储器层次结构、程序的装入和链接，以及两种主流的内存管理方式：基本分页存储管理和基本分段存储管理。在计算机系统中，存储器管理是确保高效利用有限内存资源的关键。 首先，分页和分段都是为了优化内存使用和提高系统效率。页是物理单位，主要目标是减少内存碎片，提升内存利用率，这是系统层面的需求；而段则是逻辑单位，更注重于满足用户程序的独立性和完整性，便于代码的组织和维护。 存储器层次结构涉及多层次的存储介质，包括CPU寄存器、主存（包括高速缓存）、辅存等，这些层次之间的速度、成本和容量有所不同。例如，寄存器和主存提供了快速访问，但价格较高，而辅存（如磁盘）则提供更大的存储空间但速度较慢。操作系统负责协调各层之间的数据流动和管理。 程序的装入和链接过程是将用户源程序转化为可执行文件的关键步骤。这包括编译源代码为目标模块，然后进行链接，将目标模块和所需库函数整合成一个可执行的装入模块，最后将其加载到内存中执行。装入方式有三种，包括绝对装入、可重定位装入和运行时装入，每种方式针对不同的场景和需求。 在内存管理方面，基本分页存储管理以固定大小的页面为基础，通过页表进行地址映射，支持虚拟内存，常使用页面置换算法来解决内存不足的问题。相比之下，基本分段存储管理则允许更大的灵活性，每个段可以有不同的长度和访问权限，更适合大型程序的组织。 虚拟存储器是现代操作系统的核心组成部分，它通过合并内存和辅存，使得程序看起来好像拥有连续的内存空间，增强了系统的并发性和响应性。请求分页和请求分段是虚拟存储器管理的不同策略，前者基于页，后者基于段，通过动态地在内存和辅存之间交换数据来支持程序的运行。 总结来说，本章深入解析了存储器管理中分段与分页的差异，以及与之相关的内存组织、程序链接和虚拟内存技术，这些都是理解现代计算机系统性能优化和资源管理的基础。