4.1.3 基本分頁儲存管理方式
1.分頁儲存管理的基本方法
系統將邏輯位址空間分成若干大小相等的片,叫頁面,記憶體空間分成若干與頁面同樣大小的塊,記憶體的分配以塊為單位,允許將乙個程序的若干頁分別裝入不相鄰的塊中。
頁面大小通常設成2的冪頁面大小為
2^k位元組,邏輯位址長度為
n位,右邊的
k位為頁內位址
w,左邊的
n-k位為頁號
分配例項
2. 位址變換機構
1) 基本的位址變換機構
1) 具有快表的位址變換機構
快表:具有並行查詢能力的高速緩衝暫存器,又稱為」聯想儲存器」,用以存放當前被頻繁訪問的頁面的頁號和對應的頁表項。
2. 多級頁表
將頁表進行分頁,將各個頁表頁離散的存放到記憶體塊,為離散分配的頁表再建立一張頁表,稱為外部頁表,用來記錄存放各頁頁表的記憶體塊號,形成了兩級頁表。如果外層頁表仍然很大,則可以再次進行分頁,形成多級頁表。
邏輯位址為32位,頁面大小
4kb,每塊
4個位元組例子
4.1.4 分段式儲存管理方式
1.分段系統的基本原理
作業位址空間被劃分成若干個段,每個段定義了一組邏輯資訊,有自己的段名和段長,並且都採用首位址為0的一段連續空間;而記憶體空間的管理與動態分割槽相似,只不過將分配物件由整個程式變成段,為每個段分配乙個連續的記憶體區。
使用者通過段名或者段號、段內位址訪問指令和資料,因此,分段系統的作業位址空間是二維的。為了實現二維位址空間的邏輯位址到記憶體空間實體地址的轉換,系統為每個程序建立了一張段對映表,簡稱「段表」。程序的每個段在段表中佔乙個表項,其中記錄了記憶體的基址和段的長度以及對分段進行保護的訪問控制資訊。每訪問一次資料需要訪問兩次記憶體。
2. 分頁與分段的比較
分頁系統和分段系統有許多相似之處,比如:都採用離散分配方式來提高記憶體利用率,
都要通過位址變換機構來實現位址變換。ffl在概念
h兩者是完全不同的,它們的區別主要 表現在以下三個方面:
(1) 頁是資訊的物理單位,分頁是為了提高內稃的利用率。段則是資訊的邏輯單位,
它含有一組其意義相對完整的資訊。分段是為了能更好地滿足使用者的耑要。
(2) 頁的大小固定且由系統決定。段的長度不固定,社由使用者所編寫的程式決矩。
(3) 分頁的位址空間是一維的,程式設計師只需利用乙個記憶符,便可表示乙個位址。分
段的位址空間是二維的,程式設計師在標i只乙個位址時,既需給出段名,又需給出段內位址。
3. 段頁式儲存管理
段頁式儲存管理是分頁與分段管理的結合,它先將位址空間中的使用者程式分成若干個段,再將每個段分成若干個頁,而記憶體空間則被分成與頁同樣大小的塊,並以塊為單位進行記憶體的分配。
段頁式系統的位址空間是二維的,每個邏輯位址包括段號和段內位址兩部分,段內位址又被位址變換機構根據頁面大小自動分成段內頁號和頁內位址。
系統為每個程序建立一張段表,並為每個分段建立一張頁表,段表項給出了每個分段所對應的頁表的記憶體始址和長度,頁表給出了對應的記憶體塊號。在進行位址變換時,首先根據段表暫存器中的段表開始位址和邏輯位址的段號找到對應的段表項,從中獲得該段的頁表始址:然後再利用頁表始址和邏輯位址中的段內頁號來獲得對應的頁表項,從中獲得該頁的記憶體塊號;由記憶體塊號與頁內位址拼接形成實體地址。
由於段表和頁表都存放在記憶體中,每訪問一條指令或乙個資料都需三次訪問記憶體,故可在位址變換機構中增設快表,用來存放當前被頻繁訪問的頁面所對應的段號、段內頁號和物理塊號等資訊,以減少訪問記憶體的次數,提商指令執行的速度。
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