一 頁式管理 1 頁式管理的基本原理將各進程的虛擬空間劃分成若干個長度相等的頁(page)，頁式管理把內(nèi)存空間按頁的大小劃分成片或者頁面（page frame），然后把頁式虛擬地址與內(nèi)存地址建立一一對應(yīng)頁表，并用相應(yīng)的硬件地址變換機構(gòu)，來解決離散地址變換問題。頁式管理采用請求調(diào)頁或預(yù)調(diào)頁技術(shù)實現(xiàn)了內(nèi)外存存儲器的統(tǒng)一管理。 它分為 1 靜態(tài)頁式管理。靜態(tài)分頁管理的第一步是為要求內(nèi)存的作業(yè)或進程分配足夠的頁面。系統(tǒng)通過存儲頁面表、請求表以及頁表來完成內(nèi)存的分配工作。靜態(tài)頁式管理解決了分區(qū)管理時的碎片問題。但是，由于靜態(tài)頁式管理要求進程或作業(yè)在執(zhí)行前全部裝入內(nèi)存，如果可用頁面數(shù)小于用戶要求時，該作業(yè)或進程只好等待。而且作業(yè)和進程的大小仍受內(nèi)存可用頁面數(shù)的限制。 2 動態(tài)頁式管理。動態(tài)頁式管理是在靜態(tài)頁式管理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它分為請求頁式管理和預(yù)調(diào)入頁式管理。 優(yōu)點： 沒有外碎片，每個內(nèi)碎片不超過頁大小。一個程序不必連續(xù)存放。便于改變程序占用空間的大?。ㄖ饕鸽S著程序運行而動態(tài)生成的數(shù)據(jù)增多，要求地址空間相應(yīng)增長，通常由系統(tǒng)調(diào)用完成而不是操作系統(tǒng)自動完成）。 缺點：程序全部裝入內(nèi)存。 要求有相應(yīng)的硬件支持。例如地址變換機構(gòu)，缺頁中斷的產(chǎn)生和選擇淘汰頁面等都要求有相應(yīng)的硬件支持。這增加了機器成本。增加了系統(tǒng)開銷，例如缺頁中斷處理機，請求調(diào)頁的算法如選擇不當(dāng)，有可能產(chǎn)生抖動現(xiàn)象。 雖然消除了碎片，但每個作業(yè)或進程的最后一頁內(nèi)總有一部分空間得不到利用果頁面較大，則這一部分的損失仍然較大。
二 段式管理的基本思想 把程序按內(nèi)容或過程（函數(shù)）關(guān)系分成段，每段有自己的名字。一個用戶作業(yè)或進程所包含的段對應(yīng)一個二維線形虛擬空間，也就是一個二維虛擬存儲器。段式管理程序以段為單位分配內(nèi)存，然后通過地址影射機構(gòu)把段式虛擬地址轉(zhuǎn)換為實際內(nèi)存物理地址。 程序通過分段(segmentation)劃分為多個模塊，如代碼段、數(shù)據(jù)段、共享段。其優(yōu)點是： 可以分別編寫和編譯。 可以針對不同類型的段采取不同的保護。 可以按段為單位來進行共享，包括通過動態(tài)鏈接進行代碼共享。
三 段頁式管理的實現(xiàn)原理 1 虛地址的構(gòu)成 一個進程中所包含的具有獨立邏輯功能的程序或數(shù)據(jù)仍被劃分為段，并有各自的段號s。這反映相繼承了段式管理的特征。其次，對于段s中的程序或數(shù)據(jù)，則按照一定的大小將其劃分為不同的頁。和頁式系統(tǒng)一樣，最后不足一頁的部分仍占一頁。這反映了段頁式管理中的頁式特征。從而，段頁式管理時的進程的虛擬地址空間中的虛擬地址由三部分組成：即段號s，頁號P和頁內(nèi)相對地址d。虛擬空間的最小單位是頁而不是段，從而內(nèi)存可用區(qū)也就被劃分成為著干個大小相等的頁面，且每段所擁有的程序和數(shù)據(jù)在內(nèi)存中可以分開存放。分段的大小也不再受內(nèi)存可用區(qū)的限制。 2 段表和頁表 為了實現(xiàn)段頁式管理，系統(tǒng)必須為每個作業(yè)或進程建立一張段表以管理內(nèi)存分配與釋放、缺段處理、存儲保護相地址變換等。另外，由于一個段又被劃分成了若干頁，每個段又必須建立一張頁表以把段中的虛頁變換成內(nèi)存中的實際頁面。顯然，與頁式管理時相同，頁表中也要有相應(yīng)的實現(xiàn)缺頁中斷處理和頁面保護等功能的表項。另外，由于在段頁式管理中，頁表不再是屬于進程而是屬于某個段，因此，段表中應(yīng)有專項指出該段所對應(yīng)頁表的頁表始址和頁表長度。 3 動態(tài)地址變換過程 在一般使用段頁式存儲管理方式的計算機系統(tǒng)中，都在內(nèi)存中辟出一塊固定的區(qū)域存放進程的段表和頁表。因此，在段頁式管理系統(tǒng)中，要對內(nèi)存中指令或數(shù)據(jù)進行一次存取的話，至少需要訪問三次以上的內(nèi)存： 第一次是由段表地址寄存器得段表始址后訪問段表，由此取出對應(yīng)段的頁表在內(nèi)存中的地址。 第二次則是訪問頁表得到所要訪問的物理地址。 第三次才能訪問真正需要訪問的物理單元。 顯然，這將使CPU的執(zhí)行指令速度大大降低。為了提高地址轉(zhuǎn)換速度，設(shè)置快速聯(lián)想寄存器就顯得比段式管理或頁式管理時更加需要。在快速聯(lián)想寄存器中，存放當(dāng)前最常用的段號s、頁號p和對應(yīng)的內(nèi)存頁面與其它控制用欄目。當(dāng)要訪問內(nèi)存空間某一單元時，可在通過段表、頁表進行內(nèi)存地址查找的同時，根據(jù)快速聯(lián)想寄存器查找其段號和頁號。如果所要訪問的段或頁在快速聯(lián)想寄存器中，則系統(tǒng)不再訪問內(nèi)存中的段表、頁表而直接把快速聯(lián)想寄存器中的值與頁內(nèi)相對地址d拼接起來得到內(nèi)存地址。 總之，因為段頁式管理是段式管理的頁式管理方案結(jié)合而成的，所以具有它們二者的優(yōu)點。但反過來說，由于管理軟件的增加，復(fù)雜性和開銷也就隨之增加了。另外，需要的硬件以及占用的內(nèi)存也有所增加。更重要的是，如果不采用聯(lián)想寄存器的方式提高CPU的訪內(nèi)速度，將會使得執(zhí)行速度大大下降。
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