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分段分页存储方式

发布时间: 2023-01-11 10:30:44

‘壹’ 采用段页式存储管理时,一个程序如何分段

1、首先将进程按逻辑模块分段,再将各段分页。
2、其次再将内存空间分为大小相同的内存块。
3、最后进程的页面将被放入内存块中。

‘贰’ 分页存储管理的实现原理

采用分页存储器允许把一个作业存放到若干不相邻的分区中,既可免去移动信息的工作,又可尽量减少主存的碎片。分页式存储管理的基本原理如下:

1、 页框:物理地址分成大小相等的许多区,每个区称为一块;
2、址分成大小相等的区,区的大小与块的大小相等,每个称一个页面。
3、 逻辑地址形式:与此对应,分页存储器的逻辑地址由两部分组成,页号和单元号。逻辑地址格式为 页号 单元号(页内地址) 采用分页式存储管理时,逻辑地址是连续的。所以,用户在编制程序时仍只须使用顺序的地址,而不必考虑如何去分页。

4、页表和地址转换:如何保证程序正确执行呢?
采用的办法是动态重定位技术,让程序的指令执行时作地址变换,由于程序段以页为单位,所以,我们给每个页设立一个重定位寄存器,这些重定位寄存器的集合便称页表。页表是操作系统为每个用户作业建立的,用来记录程序页面和主存对应页框的对照表,页表中的每一栏指明了程序中的一个页面和分得的页框的对应关系。绝对地址=块号*块长+单元号 以上从拓扑结构角度分析了对称式与非对称式虚拟存储方案的异同,实际从虚拟化存储的实现原理来讲也有两种方式;即数据块虚拟与虚拟文件系统. 数据块虚拟存储方案着重解决数据传输过程中的冲突和延时问题.在多交换机组成的大型Fabric结构的SAN中,由于多台主机通过多个交换机端口访问存储设备,延时和数据块冲突问题非常严重.数据块虚拟存储方案利用虚拟的多端口并行技术,为多台客户机提供了极高的带宽,最大限度上减少了延时与冲突的发生,在实际应用中,数据块虚拟存储方案以对称式拓扑结构为表现形式. 虚拟文件系统存储方案着重解决大规模网络中文件共享的安全机制问题.通过对不同的站点指定不同的访问权限,保证网络文件的安全.在实际应用中,虚拟文件系统存储方案以非对称式拓扑结构为表现形式. 虚拟存储技术,实际上是虚拟存储技术的一个方面,特指以CPU时间和外存空间换取昂贵内存空间的操作系统中的资源转换技术 基本思想:程序,数据,堆栈的大小可以超过内存的大小,操作系统把程序当前使用的部分保留在内存,而把其他部分保存在磁盘上,并在需要时在内存和磁盘之间动态交换,虚拟存储器支持多道程序设计技术 目的:提高内存利用率 管理方式
A 请求式分页存储管理 在进程开始运行之前,不是装入全部页面,而是装入一个或零个页面,之后根据进程运行的需要,动态装入其他页面;当内存空间已满,而又需要装入新的页面时,则根据某种算法淘汰某个页面,以便装入新的页面

B 请求式分段存储管理 为了能实现虚拟存储,段式逻辑地址空间中的程序段在运行时并不全部装入内存,而是如同请求式分页存储管理,首先调入一个或若干个程序段运行,在运行过程中调用到哪段时,就根据该段长度在内存分配一个连续的分区给它使用.若内存中没有足够大的空闲分区,则考虑进行段的紧凑或将某段或某些段淘汰出去,这种存储管理技术称为请求式分段存储管理

‘叁’ 分页和分段存储管理有何区别

答:主要区别表现在以下三个方面:

(1) 页是信息的物理单位,分页是为实现离散分配方式,以消减内存的外零头,提高内存的利用率。段则是信息的逻辑单位,它含有一组其意义相对完整的信息。分段的目的是为了能更好地满足用户的需要。

(2) 页的大小固定且由系统决定;而段的长度却不固定,决定于用户所编写的程序。

(3) 分页的地址空间是一维的,程序员只需利用一个记忆符,即可表示一个地址;而分段的作业地址空间是二维的,程序员在标识一个地址时,既需给出段名,又需给出段内地址。

‘肆’ 在操作系统中,如何理解分页、分段的定义两者之间的区别又是什么

分页就是将进程的逻辑地址空间分成若干大小相等的片(即页),然后装入内存。
分段就是用户可以把自己的作业按逻辑关系划分为若干个段,每个段都是从0开始编址,并有自己的名字和长度。这就相当于程序里边的主函数段、各个子函数段、数据段、栈段等等。

要知道在引入分页和分段之前,是通过连续分配方式来管理存储器的,就是说一个进程在内存中是连续存放的。
可以这样理解吧,内存中有进程1、2、3……进程2先执行完成了,然后释放了所占有的内存空间,而之后,
如果新调入的进程内存需求大于之前2所占有的内存空间,那么不可能利用这块内存,相对于内存需求更大的进程来说,之前2所占有的内存空间就是不能利用的碎片,
如果新调入的进程内存需求小于之前2所占有的空间就会留下空隙,也会带来碎片。
虽然可以通过“紧凑”的方法进行碎片整理,但开销很大这就产生了与连续分配方式相对的离散分配方式,便先后引入了分页和分段存储管理。

所以相同点就是,两者都属于存储器管理方式中的离散分配方式。都要通过地址映射机构来实现地址变换。

不同点就在于,离散分配方式的基本单位的不同,是页还是段。
页是信息的物理单位,段是信息的逻辑单位。
分页的作业地址空间是一维的,线性的,程序员只需利用一个记忆符表示一个地址;而分段的作业地址空间是二维的,程序员在表示一个地址的时候既要给出段名,又需要给出段内地址。其中,段名可以理解为函数名等,段内地址可以理解程变量等的地址。
值得一提的是其中页的大小要和物理块或者页框一样,而物理块是操作系统定好了的。也就是说你的操作系统装完之后,物理块的大小是定了的,从而页的大小也是定了的。而段的长度是不定的。

引入分页存储管理方式的目的是提高内存利用率,而引入分段存储是为了满足用户(程序员)在编程和使用上多方面上的要求。还有将两者结合一起的段页式系统。

‘伍’ 基本分页和基本分段存储管理方式的区别是什么

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‘陆’ 基本分段存储管理方式的分段系统的基本原理

在分段存储管理方式中,作业的地址空间被划分为若干个段,每个段定义了一组逻辑信息。例如,有主程序段MAIN、子程序段X、数据段D及栈段S等,如图4-17所示。每个段都有自己的名字。为了实现简单起见,通常可用一个段号来代替段名,每个段都从0开始编址,并采用一段连续的地址空间。段的长度由相应的逻辑信息组的长度决定,因而各段长度不等。整个作业的地址空间由于是分成多个段,因而是二维的,亦即,其逻辑地址由段号(段名)和段内地址所组成。
分段地址中的地址具有如下结构:
在该地址结构中,允许一个作业最长有 64 K个段,每个段的最大长度为64 KB。分段方式已得到许多编译程序的支持,编译程序能自动地根据源程序的情况而产生若干个段。例如,Pascal编译程序可以为全局变量、用于存储相应参数及返回地址的过程调用栈、每个过程或函数的代码部分、每个过程或函数的局部变量等等,分别建立各自的段。类似地,Fortran编译程序可以为公共块(Common block)建立单独的段,也可以为数组分配一个单独的段。装入程序将装入所有这些段,并为每个段赋予一个段号。 为了实现从进程的逻辑地址到物理地址的变换功能,在系统中设置了段表寄存器,用于存放段表始址和段表长度TL。在进行地址变换时,系统将逻辑地址中的段号与段表长度TL进行比较。若S>TL,表示段号太大,是访问越界,于是产生越界中断信号;若未越界,则根据段表的始址和该段的段号,计算出该段对应段表项的位置,从中读出该段在内存的起始地址,然后,再检查段内地址d是否超过该段的段长SL。若超过,即d>SL,同样发出越界中断信号;若未越界,则将该段的基址d与段内地址相加,即可得到要访问的内存物理地址。
下图示出了分段系统的地址变换过程。
像分页系统一样,当段表放在内存中时,每要访问一个数据,都须访问两次内存,从而极大地降低了计算机的速率。解决的方法也和分页系统类似,再增设一个联想存储器,用于保存最近常用的段表项。由于一般情况是段比页大,因而段表项的数目比页表项的数目少,其所需的联想存储器也相对较小,便可以显着地减少存取数据的时间,比起没有地址变换的常规存储器的存取速度来仅慢约10%~15%。

‘柒’ 页式存储管理和段式存储管理的区别

段式与页式存储管理的比较如下表所示。

段式
页式

分段由用户设计划分,每段对应一个相应的的程序模块,有完整的逻辑意义。
分页用户看不见,由操作系统为内存管理划分。

段面是信息的逻辑单位
页面是信息的物理单位

便于段的共享,执行时按需动态链接装入。
页一般不能共享

段长不等,可动态增长,有利于新数据增长。
页面大小相同,位置不能动态增长。

二维地址空间:段名、段中地址;段号、段内单元号
一维地址空间

管理形式上象页式,但概念不同
往往需要多次缺页中断才能把所需信息完整地调入内存

实现页(段)的共享是指某些作业的逻辑页号(段号)对应同一物理页号(内存中该段的起始地址)。页(段)的保护往往需要对共享的页面(段)加上某种访问权限的限制,如不能修改等;或设置地址越界检查,对于页内地址(段内地址)大于页长(段长)的存取,产生保护中断。

‘捌’ 基本分段存储管理方式的分段存储管理方式的引入

引入分段存储管理方式,主要是为了满足用户和程序员的下述一系列需要:
1) 方便编程
通常,用户把自己的作业按照逻辑关系划分为若干个段,每个段都是从0开始编址,并有自己的名字和长度。因此,希望要访问的逻辑地址是由段名(段号)和段内偏移量(段内地址)决定的。例如,下述的两条指令便是使用段名和段内地址:
LOAD 1,[A] |〈D〉;
STORE 1,[B] |〈C〉;
其中,前一条指令的含义是将分段A中D单元内的值读入寄存器1;后一条指令的含义是将寄存器1的内容存入B分段的C单元中。
2) 信息共享
在实现对程序和数据的共享时,是以信息的逻辑单位为基础的。比如,共享某个例程和函数。分页系统中的“页”只是存放信息的物理单位(块),并无完整的意义,不便于实现共享;然而段却是信息的逻辑单位。由此可知,为了实现段的共享,希望存储管理能与用户程序分段的组织方式相适应。
3) 信息保护
信息保护同样是对信息的逻辑单位进行保护,因此,分段管理方式能更有效和方便地实现信息保护功能。
4) 动态增长
在实际应用中,往往有些段,特别是数据段,在使用过程中会不断地增长,而事先又无法确切地知道数据段会增长到多大。前述的其它几种存储管理方式,都难以应付这种动态增长的情况,而分段存储管理方式却能较好地解决这一问题。
5) 动态链接
动态链接是指在作业运行之前,并不把几个目标程序段链接起来。要运行时,先将主程序所对应的目标程序装入内存并启动运行,当运行过程中又需要调用某段时,才将该段(目标程序)调入内存并进行链接。可见,动态链接也要求以段作为管理的单位。

‘玖’ 求教【操作系统】里边,二级分页和段页式存储有什么区别。~最主要的区别是什么

二级分页:

存储是将每页分配到可以使用的物理空间中去,因为实际的空间可能是不连续的。所以这些页也就是离散的。二级分页,在页存储,分多级离散管理。

段页式存储:
段页式系统的基本原理,是基本分段存储管理方式和基本分页存储管理方式原理的结合,即先将用户程序分成若干个段,再把每个段分成若干个页,并为每一个段赋予一个段名。

分页存储是将程序分成若干个页直接存储。段页则不同,多了一个细分成段,进行分段用段名进行离散存储管理。

‘拾’ 分页和分段

页和分段系统有许多相似之处,但在概念上两者完全不同,主要表现在:

1、页是信息的物理单位,分页是为实现离散分配方式,以消减内存的外零头,提高内存的利用率;或者说,分页仅仅是由于系统管理的需要,而不是用户的需要。

段是信息的逻辑单位,它含有一组其意义相对完整的信息。分段的目的是为了能更好的满足用户的需要。

2、页的大小固定且由系统确定,把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分,是由机器硬件实现的,因而一个系统只能有一种大小的页面。

段的长度却不固定,决定于用户所编写的程序,通常由编辑程序在对源程序进行编辑时,根据信息的性质来划分。

3、分页的作业地址空间是维一的,即单一的线性空间,程序员只须利用一个记忆符,即可表示一地址。

分段的作业地址空间是二维的,程序员在标识一个地址时,既需给出段名,又需给出段内地址。