?基本分頁存儲管理方式

本部分討論不具備對換功能的純分頁模式，作業運行需要全部裝入內存。

比較連續分配方式

作業邏輯地址空間有M大，就需要向內存申請一個M大的連續區域。

分頁的目的是更細粒度的處理空間，減少粗放管理的浪費或開銷問題。

1）頁面的概念

u內存劃分成多個小單元，每個單元K大小，稱（物理）塊。作業也按K單位大小劃分成片，稱為頁面。

①物理劃分塊的大小= 邏輯劃分的頁的大小

②頁面大小要適中。

太大，（最后一頁）內碎片增大，類似連續分配的問題。

太小的話，頁面碎片總空間雖然小，提高了利用率，但每個進程的頁面數量較多，頁表過長，反而又增加了空間使用。

2）頁表的概念

為了找到被離散分配到內存中的作業，記錄每個作業各頁映射到哪個物理塊，形成的頁面映射表，簡稱頁表。

每個作業有自己的頁表

頁表的作用：頁號到物理塊號的地址映射

要找到作業A? ? ?? 關鍵是找到頁表（PCB）??? 根據頁表找物理塊

?作業相對地址在分頁下不同位置的數有一定的意義結構：

? 頁號+頁內地址（即頁內偏移）

?關鍵的計算是：根據系統頁面大小找到不同意義二進制位的分界線。

?從地址中分析出頁號后，地址映射只需要把頁號改為對應物理塊號，偏移不變，即可找到內存中實際位置。

4）地址變換機構

前面講解了地址變換的原理，那么誰具體實現地址映射？——地址變換機構。

圍繞頁表進行工作，那么頁表數據放在哪？

寄存器。一個進程有n個頁，頁表就需要記錄n項數據，需要n個寄存器。不現實。

內存。只設置一個頁表寄存器PTR（page table register）記錄頁表在內存中的首地址和頁表長度，運行時快速定位頁表。

5）引入快表——針對訪問速度問題

問題：基本分頁機制下，一次指令需兩次內存訪問，處理機速度降低1/2，分頁空間效率的提高以如此的速度為代價，得不償失。

改進：減少第1步訪問內存的時間。增設一個具有“并行查詢”能力的高速緩沖寄存器，稱為“快表”，也稱“聯想寄存器”（Associative

memory），IBM系統稱為TLB（Translation Look aside Buffer）。

快表放什么？：正在執行進程的頁表的數據項。

基本分段存儲管理方式

從提高內存利用率角度；

固定分區-》動態分區-》分頁

從滿足并方便用戶（程序員）和使用上的要求角度：

分段存儲管理：作業分成若干段，各段可離散放入內存，段內仍連續存放。

方便編程：如匯編中通過段：偏移確定數據位置

信息共享：同地位的數據放在一塊方便進行共享設置

信息保護

動態增長：動態增長的數據段事先固定內存不方便

動態鏈接：往往也是以邏輯的段為單位更方便

1）分段系統的基本原理

程序通過分段(segmentation)劃分為多個模塊，每個段定義一組邏輯信息。如代碼段（主程序段main，子程序段X）、數據段D、棧段S等。

誰決定一個程序分幾段，每段多大？

編譯程序（基于源代碼）

段的特點：

每段有自己的名字（一般用段號做名），都從0編址，可分別編寫和編譯。裝入內存時，每段賦予各段一個段號。

每段占據一塊連續的內存。（即有離散的分段，又有連續的內存使用）

各段大小不等。

3）分頁和分段的主要區別

1.需求：分頁是出于系統管理的需要，是一種信息的物理劃分單位，分段是出于用戶應用的需要，是一種邏輯單位，通常包含一組意義相對完整的信息。

一條指令或一個操作數可能會跨越兩個頁的分界處，而不會跨越兩個段的分界處。

2.大小：頁大小是系統固定的，而段大小則通常不固定。分段沒有內碎片，但連續存放段產生外碎片，可以通過內存緊縮來消除。相對而言分頁空間利用率高。

3.邏輯地址：分頁是一維的，各個模塊在鏈接時必須組織成同一個地址空間；

???????????????????? 分段是二維的，各個模塊在鏈接時可以每個段組織成一個地址空間。

4.其他：通常段比頁大，因而段表比頁表短，可以縮短查找時間，提高訪問速度。分段模式下，還可針對不同類型采取不同的保護；按段為單位來進行共享

4）信息共享

分段系統的突出優點：

易于實現共享：

在分段系統中，實現共享十分容易，只需在每個進程的段表中為共享程序設置一個段表項。

比較課本圖。對同樣的共享內容的管理上，很明顯分段的空間管理更簡單。分頁的圖涉及太多的頁面劃分和地址記錄的管理。

易于實現保護：

代碼的保護和其邏輯意義有關，分頁的機械式劃分不容易實現。