第三章 内存管理 九、基本分段存储管理方式

目录

一、概括

二、什么是分段

三、段表

四、地址转换

五、分段和分页的对比

六、总结

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一、概括

基本分段存储管理方式是一种操作系统的内存管理方式，采用这种方式，将进程所需的内存分成若干个段，每个段都可以单独进行管理和保护。

具体来说，基本分段存储管理方式将程序所需的内存划分为多个段，例如代码段、数据段、栈段等，并为每个段分配一段连续的内存空间。当程序需要访问某个段时，操作系统将该段所在的物理内存地址映射到程序的逻辑地址空间中，使得程序可以直接访问该段。同时，操作系统还可以通过硬件保护机制，防止程序越界访问其他分段。

基本分段存储管理方式相对于其他内存管理方式，具有以下优点：

1. 管理和保护性能好：将内存划分成若干个段可以方便地对每个段进行管理和保护，提高了系统的性能和稳定性。

2. 进程间隔离性好：不同进程所占用的内存段是互相独立的，可以有效地隔离不同进程之间的内存空间，提高系统的安全性。

3. 空间利用率高：由于每个段可以单独分配内存大小，因此可以更加灵活地利用内存空间，提高内存的利用率。

但是，基本分段存储管理方式也存在一些缺点，例如：

1. 内存碎片化：由于每个段的大小是固定的，所以在内存分配和回收过程中容易产生内存碎片，降低了内存利用效率。

2. 网络开销大：由于每个段都需要映射到物理内存地址中，因此会产生一定的网络开销，降低了操作系统的运行效率。

因此，在实际应用中，基本分段存储管理方式往往需要和其他内存管理方式结合使用，以达到更好的内存管理效果。

二、什么是分段

1、根据每个程序的自身逻辑来进行划分

2、段内连续，段间不连续

3、由段号（段名）以及段内地址（段内偏移量）所组成

注意：

• 段号的位数决定了每个进程最多可以分几个段
• 段内地址位数决定了每个段的最大长度是多少

4、例子

在上述例子中，段号占了16位，因此该系统中每个进程最多有个段。

段内地址占了16位，因此每个段的最大长度为

三、段表

1、为了找到各个逻辑段在物理内存中的位置，设置段表了来映射逻辑地址。

2、每个段对应一个段表项，其中记录了该段在内存中的起始位置（又称“基址”）和段的长度。

3、每个段表项是相同的。因此段号可以计算，是隐藏的，不占存储空间。

四、地址转换

1、我们有如下例题

2、首先我们观察汇编语言所表达的含义，意思是将D段的A单元的值取出放到寄存器1中

3、将其转换为二进制，2的二进制是红色部分，1024的二进制是黑色部分

4、我们得到的地址是逻辑地址，现在我们要将其转换为物理地址；在执行进程时，我们要调用PCB中的段表寄存器来寻找段表

5、首先，我们通过之前获得的段号2，与寄存器中的段表长度3相比，看它是否越界

6、若未越界，则通过 [ 段表始址+（段号*段表长度) ] 来确定段表所对应的段表项，此时还要再次检查段内地址是否越界；

在此题中 段内地址为1024=1K，而段长为6K，所以未越界，则继续执行。

7、计算物理地址 = 基址 + 段内地址

物理地址：40K+1K=41K

8、流程

五、分段和分页的对比

1、

2、分段跟容易实现信息的共享与保护（两个段表可以同时指向一个地址）

注意：不能被修改的代码称为纯代码或可重入代码（不属于临界资源)，这样的代码是可以共享的。可修改的代码是不能共享的(比如，有一个代码段中有很多变量，各进程并发地同时访问可能造成数据不一致)

六、总结