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段式管理的优缺点 主要缺点 段式管理比其他几种方式要求有更多的硬件支持。这就提高了机器成本。 由于在内存空闲区管理方式上与分区式管理相同，在碎片问题以及为了消除碎片所进行的合并等问题上较分页式管理要差。 允许段的动态增长也会给系统管理带来一定的难度和开销。 每个段的长度受内存可用区大小的限制。 段式与页式管理的比较 段式管理与页式管理的地址变换机构非常相似，但两者有着概念上的根本差别。表现在： (1) 段是信息的逻辑单位，它是根据用户的需要划分的，因此段对用户是可见的；页是信息的物理单位，是为了管理主存的方便而划分的，对用户是透明的。 (2) 页的大小固定不变，由系统决定。段的大小是不固定的，它由其完成的功能决定。 (3) 段式向用户提供的是二维地址空间，页式向用户提供的是一维地址空间，其页号和页内偏移是机器硬件的功能。 (4) 由于段是信息的逻辑单位，因此便于存贮保护和信息的共享，页的保护和共享受到限制。 段页式 引入： 页式： － 优点：分配与回收简单，内存利用率高，没有外部碎片， － 缺点：共享弱，需静态连接 段式： － 优点：共享易、可以动态连接，符合程序逻辑结构，段大小可动态扩充 － 缺点：分配与回收复杂，有外部碎片，碎片整理开销大；每个段的长度受内存可用区大小的限制。 应该是如何实现？ 虚地址的构成 一个进程依然拥有一个自己的二维地址空间。 一个进程所包含的具有独立逻辑功能的程序和数据仍被划分为段，并有各自的段号s，这反映和继承了段式管理的特征； 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的特征。 由于虚拟空间的最小单位是页而不是段，内存可用区也就被划分成若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，分段的大小也就不再受到内存可用区的限制。 段表和页表 动态地址变换过程 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3次以上内存。 第一次由段表地址寄存器得到段表始址去访问段表，由此取出对应段的页表地址； 第二次访问页表得到所有访问的物理地址； 第三次才能访问真正需要访问的物理单元。 通过快速联想寄存器来提高地址转换速度 动态地址变换过程:(如何将二维虚地址映射成一维实地址，为了实现动态地址变换)。 ⑴ 段页式系统必须为每个作业建立一张段表，段表表目中的地址部分指出该段的页表在主存的始址。 ⑵ 为每个段建立一张页表，每个表目指示该页所在主存的页面号。 ⑶ 每个作业有一个段表地址寄存器，指示它的段表所在位置和段表长度。 ⑷ 设置快速相联存储器，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。 ⑸ 查找方法:如果所访问的段或页在快速相联存储器中，则系统不再访问内存中的段表、页表。把快速相联存储器中的值与页内相对地址D拼接得到内存地址。若快速联想寄存器中没有，才去通过段表、页表进行内存地址查找。 段页式管理的保护、共享、与内存的分配与回收 保护：段表长，页表长防止越界，段表中设读写权限位 共享：同段式管理 分配与回收：同页式管理 段号 R/W 其它 页表长 页表首地址 页号 其它 页面号 段表首地址 段表长 段控寄存器： 段表： 页表： 段页式管理的优缺点 优点: 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。 缺点: 由于管理软件的增加，复杂性和开销也就随之增加了。 需要的硬件以及占用的内存也有所增加。 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。 Example: The Intel Pentium 实例 Supports both segmentation and segmentation with paging 支持分段式以及段页式 CPU generates logical address CPU产生逻辑地址 Given to segmentation unit 赋给分段单元 Which produces linear addresses 生成线性地址 Linear address given to paging unit 线性地址被交给分页单元 Which generates physical address in main memory 生成物理地址 Paging units form equivalent of MMU 分段单元和分页单元构成MMU Logical to Physical Address Translation in Pentium Intel Pentium Segmentation Pentium