‘壹’ 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。
‘贰’ 段式存储管理的段式存储管理的优缺点
在段式存储管理中,每个段地址的说明为两个量:一个段名和一个位移。在段内,是连续完整存放的。而在段与段之间是不一定连续编址的。段名和位移构成了一种二维编址。 段式管理是不连续分配内存技术中的一种。其最大特点在于他按照用户观点,即按程序段、数据段等有明确逻辑含义的“段”,分配内存空间。克服了页式的、硬性的、非逻辑划分给保护和共享与支态伸缩带来的不自然性。 段的最大好处是可以充分实现共享和保护,便于动态申请内存,管理和使用统一化,便于动态链接;其缺点是有碎片问题。
‘叁’ 操作系统页式存储管理的问题
逻辑页面表示这是一个虚拟的储存空间,一个逻辑页面对应一个物理内存的页框,这个页框才是真正的物理存储所在。
‘肆’ 简述段式存储管理技术和页式存储管理技术的不同之处
存储管理的基本原理
内存管理方法
内存管理主要包括内存分配和回收、地址变换、内存扩充、内存共享和保护等功能。
下面主要介绍连续分配存储管理、覆盖与交换技术以及页式与段式存储管理等基本概念和原理。
1.连续分配存储管理方式
连续分配是指为一个用户程序分配连续的内存空间。连续分配有单一连续存储管理和分区式储管理两种方式。
(1)单一连续存储管理
在这种管理方式 中,内存被分为两个区域:系统区和用户区。应用程序装入到用户区,可使用用户区全部空间。其特点是,最简单,适用于单用户、单任务的操作系统。CP/M和 DOS 2.0以下就是采用此种方式。这种方式的最
‘伍’ 操作系统里的请求页式存储管理的优缺点
具有段式和页式管理的优点。但是系统的复杂性和开销也随之增加。
必须要采用联想寄存器才能提高CPU的访内速度。
段式与页式的比较
段式:
分段由用户设计自己划分,每段对应的程序模块,有完整的逻辑意义
段面是信息的逻辑单位便于段的共享,执行时按需动态链接装入
段长不等,可动态装入,有利于新数据的增长
二维地址空间:段名、段中地址;段号、段内单元号
管理形式上象页式,但概念不同
页式:
分页用户看不见,由操作系统为内存管理划分
页面是信息的物理单位。页一般不能共享页面大小相同,位置不能动态增加
一维地址空间
往往需要多次缺页中断才能把所需的信息完整地调入内存。
‘陆’ 内存管理页式管理和段式管理、段页式管理的区别
一 页式管理
1 页式管理的基本原理将各进程的虚拟空间划分成若干个长度相等的页(page),页式管理把内存空间按页的大小划分成片或者页面(page frame),然后把页式虚拟地址与内存地址建立一一对应页表,并用相应的硬件地址变换机构,来解决离散地址变换问题。页式管理采用请求调页或预调页技术实现了内外存存储器的统一管理。
它分为
1 静态页式管理。静态分页管理的第一步是为要求内存的作业或进程分配足够的页面。系统通过存储页面表、请求表以及页表来完成内存的分配工作。静态页式管理解决了分区管理时的碎片问题。但是,由于静态页式管理要求进程或作业在执行前全部装入内存,如果可用页面数小于用户要求时,该作业或进程只好等待。而且作业和进程的大小仍受内存可用页面数的限制。
2 动态页式管理。动态页式管理是在静态页式管理的基础上发展起来的。它分为请求页式管理和预调入页式管理。
优点: 没有外碎片,每个内碎片不超过页大小。一个程序不必连续存放。便于改变程序占用空间的大小(主要指随着程序运行而动态生成的数据增多,要求地址空间相应增长,通常由系统调用完成而不是操作系统自动完成)。
缺点:程序全部装入内存。
要求有相应的硬件支持。例如地址变换机构,缺页中断的产生和选择淘汰页面等都要求有相应的硬件支持。这增加了机器成本。增加了系统开销,例如缺页中断处理机,请求调页的算法如选择不当,有可能产生抖动现象。 虽然消除了碎片,但每个作业或进程的最后一页内总有一部分空间得不到利用果页面较大,则这一部分的损失仍然较大。
二 段式管理的基本思想
把程序按内容或过程(函数)关系分成段,每段有自己的名字。一个用户作业或进程所包含的段对应一个二维线形虚拟空间,也就是一个二维虚拟存储器。段式管理程序以段为单位分配内存,然后通过地址影射机构把段式虚拟地址转换为实际内存物理地址。
程序通过分段(segmentation)划分为多个模块,如代码段、数据段、共享段。其优点是: 可以分别编写和编译。 可以针对不同类型的段采取不同的保护。 可以按段为单位来进行共享,包括通过动态链接进行代码共享。
三 段页式管理的实现原理
1 虚地址的构成
一个进程中所包含的具有独立逻辑功能的程序或数据仍被划分为段,并有各自的段号s。这反映相继承了段式管理的特征。其次,对于段s中的程序或数据,则按照一定的大小将其划分为不同的页。和页式系统一样,最后不足一页的部分仍占一页。这反映了段页式管理中的页式特征。从而,段页式管理时的进程的虚拟地址空间中的虚拟地址由三部分组成:即段号s,页号P和页内相对地址d。虚拟空间的最小单位是页而不是段,从而内存可用区也就被划分成为着干个大小相等的页面,且每段所拥有的程序和数据在内存中可以分开存放。分段的大小也不再受内存可用区的限制。
2 段表和页表
为了实现段页式管理,系统必须为每个作业或进程建立一张段表以管理内存分配与释放、缺段处理、存储保护相地址变换等。另外,由于一个段又被划分成了若干页,每个段又必须建立一张页表以把段中的虚页变换成内存中的实际页面。显然,与页式管理时相同,页表中也要有相应的实现缺页中断处理和页面保护等功能的表项。另外,由于在段页式管理中,页表不再是属于进程而是属于某个段,因此,段表中应有专项指出该段所对应页表的页表始址和页表长度。
3 动态地址变换过程
在一般使用段页式存储管理方式的计算机系统中,都在内存中辟出一块固定的区域存放进程的段表和页表。因此,在段页式管理系统中,要对内存中指令或数据进行一次存取的话,至少需要访问三次以上的内存:
第一次是由段表地址寄存器得段表始址后访问段表,由此取出对应段的页表在内存中的地址。
第二次则是访问页表得到所要访问的物理地址。
第三次才能访问真正需要访问的物理单元。
显然,这将使CPU的执行指令速度大大降低。为了提高地址转换速度,设置快速联想寄存器就显得比段式管理或页式管理时更加需要。在快速联想寄存器中,存放当前最常用的段号s、页号p和对应的内存页面与其它控制用栏目。当要访问内存空间某一单元时,可在通过段表、页表进行内存地址查找的同时,根据快速联想寄存器查找其段号和页号。如果所要访问的段或页在快速联想寄存器中,则系统不再访问内存中的段表、页表而直接把快速联想寄存器中的值与页内相对地址d拼接起来得到内存地址。
总之,因为段页式管理是段式管理的页式管理方案结合而成的,所以具有它们二者的优点。但反过来说,由于管理软件的增加,复杂性和开销也就随之增加了。另外,需要的硬件以及占用的内存也有所增加。更重要的是,如果不采用联想寄存器的方式提高CPU的访内速度,将会使得执行速度大大下降。
‘柒’ 操作系统的内存分配一般有哪几种方式,各有什么优缺点
变长:内存时比较灵活,但是易产生内存碎片。
定长:灵活性差,但分配效率较高,不会产生内存碎片。
‘捌’ 叙述段页式存储器的优点。
段页式虚拟存储系统结合了分段式和分页式的全部优点,具体包括:
1)便于用户模块化程序设计,因为程序是以段为单位分割的,每个段内是连续的,但是段间是可以不连续 ;
2)能减少存储空间的浪费 ;
3)有利于实现程序的动态连接 ;
4)有利于程序的共享 。