邏輯位址由段號s與段內偏移量w兩部分組成。
特點: 分配:
1.首先,段式管理程式為乙個進入記憶體準備執行的程序或作業分配部分記憶體,作為該程序的工作區用於放置即將執行的程式段。
2.隨著程序執行,程序根據需要隨時申請調入新段和釋放在記憶體中的段。
當程序要求調入某一段時:
記憶體中有足夠的空閒區滿足該段的記憶體要求。
記憶體中沒有足夠的空閒區滿足該段的記憶體要求。段式管理程式根據給定的置換演算法淘汰記憶體中在今後一段時間內不再被cpu訪問的段,也就是淘汰那些訪問概率最低的段。
1.動態頁式管理的幾種常用淘汰演算法都可以用來作為段式管理的淘汰演算法。例如fifo置換演算法、lru演算法及其近似演算法等。
2.與頁式管理時每頁具有相同長度不一樣,需要調入的某段長度可能大於被淘汰的一段程式或資料的長度。這樣,僅僅淘汰一段可能仍然滿足不了需要調入段的記憶體要求。此時需要再淘汰另外的段直到滿足需調入段的記憶體要求時為止。
3.一次調入時需淘汰的段數與段的大小有關。如果乙個作業或程序的段數較多,且段長之間的差別較大,則有可能出現調入某個大段時,需淘汰好幾個小段的情況。
4.除了初始分配之外,段的動態分配是在cpu訪問時,位址變換機構發現該段不在記憶體,由硬體發出缺段中斷訊號的情況下發生的。因此,段的淘汰或置換演算法是缺段中斷處理過程的一部分
過程:
1.程序開始執行時,管理程式通過訪問段表暫存器得到該程序的段表始址,把段表始址放入段表位址暫存器。
2.依據虛位址中的段號s為索引查段表。若該段在記憶體,則判斷其訪問控制方式是否有錯。
3.訪問控制方式正確,則從段表相應表目中查出該段在記憶體的起始位址,並將其和段內相對位址w相加,從而得到實際記憶體位址。
4.如果該段不在記憶體,則產生缺段中斷將cpu控制權交給記憶體分配程式。
5.記憶體分配程式首先檢查空閒區鏈,查詢是否有足夠長度的空閒區裝入需要的段。
6.如果記憶體中的可用空閒區總數小於要求的段的長度,則檢查段表中訪問位,淘汰那些訪問概率低的段並將需要段調入。
提高速度方法-快表
1.與頁式管理相同,段式管理的位址變換過程也必須經過二次以上的記憶體訪問。
2.即首先訪問段表以計算得到待訪問指令或資料的實體地址,然後才是依據實體地址進行取資料或存資料操作。
3.為了提高訪問速度,頁式位址變換使用的高速聯想暫存器方法也可以用在段式位址變換中。
4.即高速聯想暫存器中存放那些經常訪問的段號對應的段表項,且高速聯想暫存器中的段表和記憶體的段表可同時查詢。
5.如果在聯想暫存器中找到了需要的段,則可以大大加快位址變換速度。
多道環境下,多個子程式和應用程式被多個使用者使用。如果每個使用者程序或作業都在記憶體保留它們共享的程式和資料的副本,會極大地浪費記憶體空間。
最好的辦法是記憶體中只保留乙個副本,供多個使用者使用,稱為共享。
如果使用者程序或作業需要共享記憶體中的某段程式或資料,只要使用相同的段名,在新的段表中填入已存在於記憶體之中的段的起始位址,並置以適當的讀寫控制權,就可做到共享乙個邏輯上完整的記憶體段資訊。
址越界保護:段表中的段長項 vs. 虛擬位址中的段內相對位址。若段內相對位址大於段長,系統產生保護中斷。不過,在允許段動態增長的系統中,段內相對位址大於段長是允許的。為此,段表中設定相應的增補位以指示該段是否允許動態增長。
訪問方式控制保護:除了存入、讀取的控制保護之外,還需要考慮資料共享的保護。在段表中設立相應的共享位用於判斷該段是否正被某個程序呼叫。
優點:1.段式管理提供內外存統一管理的虛存實現。
2.段式虛存每次交換的是一段有意義的資訊,不像頁式虛存只交換固定大小的頁從而需要多次缺頁中斷才能把所需資訊完整地調入記憶體
3.段長可根據需要動態增長,有利於不斷增加或吸收新資料
4.方便共享具有完整邏輯功能的資訊段。
5.便於實現動態鏈結
缺點:1.比其他幾種方式要求更多硬體支援,機器成本較高。
2.記憶體空閒區的管理與分割槽式管理相同,在碎片問題以及為了消除碎片所進行的合併等問題上較分頁式管理要差。
3.允許段的動態增長給系統管理帶來一定的難度和開銷。
4.每個段的長度受記憶體可用區大小的限制。
5.和頁式管理一樣,段式管理系統在選擇淘汰演算法時也必須十分慎重,否則也有可能產生抖動現象。
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