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1、3.6.2 虚拟存储器的管理方式 页面是主存物理空间中划分出来的长度固定区域。分页方式的优点是页长固定,因而便于构造页表、易于管理,且不存在外碎片。但分页方式的缺点是页长与程序的逻辑大小不相关。例如,某个时刻一个子程序可能有一部分在物理内存中,另一部分则在辅存中。这不利于编程时的独立性、存储保护和存储共享等。6.段式虚拟存储器 相对于分页式虚拟存储管理,另一种划分虚拟存储空间的方法称为分段。段是按照程序的自然分界划分的、长度可以动态改变的区域。通常,程序员把子程序、操作数和常数等不同类型的数据划分到不同的段中,并且每个程序可以有多个相同类型的段。6.段式虚拟存储器段式虚拟存储器的虚实地址变换过
2、程段表基地址段表基址寄存器段号段内地址段起址段起址有效位有效位段长段长8000H110248200H01024段表(在主存中)段号0123虚拟地址+主存地址实存地址+6.段式虚拟存储器分页对程序员而言是透明的,而分段通常对程序员而言是可见的,因而分段为组织程序和数据提供了方便。与页式虚拟存储器相比,段式虚拟存储器有许多优点:(1)段的逻辑独立性使其易于管理和保护,也便于多道程序共享。(2)段长可以根据需要动态改变,允许自由调整,以便有效利用主存空间。6.段式虚拟存储器 因为段的长度不固定,段式虚拟存储器也有一些缺点:(1)主存空间分配比较麻烦。(2)容易在段间留下许多碎片,造成存储空间利用率的
3、降低。(3)由于段长不一定是2的整数次幂,因而不能简单地像分页方式那样用虚拟地址和实存地址的最低若干二进制位作为段内地址,并与段号进行直接拼接,而必须用加法操作通过段起址与段内地址的求和运算得到物理地址。因此,段式存储管理比页式存储管理方式需要更多的硬件支持。6.段式虚拟存储器 段页式虚拟存储器是段式虚拟存储器和页式虚拟存储器的结合。首先,实存被等分成页。在段页式虚拟存储器中,把程序按逻辑结构分段以后,再把每段按照实存的页的大小分页,程序按页进行调入和调出操作,但它又可按段实现共享和保护。因此,它可以兼有页式和段式系统的优点。它的缺点是在地址映像过程中需要多次查表,虚拟地址转换成物理地址是通过
4、一个段表和一组页表来进行定位的。7.段页式虚拟存储器 【例】假设有三道程序,基号用A、B和C表示,其基址寄存器的内容分别为SA、SB和SC。程序A由4个段构成,程序C由3个段构成。在主存中,每道程序都有一张段表,A程序有4段,C程序有3段,每段对应有一张页表,段表的每行就表示相应页表的起始位置,而页表内的每行即为相应的物理页号。请说明虚实地址变换过程。7.段页式虚拟存储器C12基号基号段号段号页号页号页内地址页内地址d10页内地址页内地址物理页号物理页号1页表页表 C0段段 a+02a+18b+07b+110b+212页表页表 C2段段c+04c+1页表页表 C1段段aSC+0bSC+1cSC+2程序程序C段表段表aSA+0bSA+1cSA+2程序程序A段表段表SASBSC基地址寄存器基地址寄存器逻辑地址逻辑地址物理地址物理地址+兼具页式和段式管理方式的优点:保持子程序的逻辑独立性利于子程序的共享和保护(越界访问检查)缺点:地址变换的过程复杂需要多次查表、访存和运算,增加了开销。7.段页式虚拟存储器