3、1_10_基本分段存储管理方式.pdf

《3、1_10_基本分段存储管理方式.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3、1_10_基本分段存储管理方式.pdf（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2019/6/26王道考研/1本节内容基本分段存储管理方式王道考研/CSKAOYAN.COM王道考研/CSKAOYAN.COM知知识识总总览览与“分页”最大的区别就是离散分配时所分配地址空间的基本单位不同2019/6/26王道考研/2王道考研/CSKAOYAN.COM分分段段进程的地址空间：按照程序自身的逻辑关系划分为若干个段，每个段都有一个段名（在低级语言中，程序员使用段名来编程），每段从0开始编址内存分配规则：以段为单位进行分配，每个段在内存中占据连续空间，但各段之间可以不相邻。16KB进程A0号段(7KB)1号段(3KB)2号段(6KB)段名：MAINmain 函数段名：X某个子函数段名

2、：D保存全局变量内存0号段(7KB)1号段(3KB)2号段(6KB)040K80K120K由于是按逻辑功能模块划分，用户编程更方便，程序的可读性更高LOAD 1, D | ;/将分段D中A单元内的值读入寄存器1STORE 1, X | ;/将寄存器1的内容存入X 分段的B单元中编译程序会将段名转换为段号07K-13K-16K-100王道考研/CSKAOYAN.COM分分段段分段系统的逻辑地址结构由段号（段名）和段内地址（段内偏移量）所组成。如：3116150段号段内地址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在上述例子中，若系统是按字节寻址的，则段号占1

3、6位，因此在该系统中，每个进程最多有 216= 64K 个段段内地址占 16位，因此每个段的最大长度是 216= 64KB。LOAD 1, D | ;/将分段D中A单元内的值读入寄存器1STORE 1, X | ;/将寄存器1的内容存入X 分段的B单元中写程序时使用的段名 D、X 会被编译程序翻译成对应段号单元、单元会被编译程序翻译成段内地址段名：MAIN段号：0main 函数段名：X段号：1某个子函数段名：D段号：2保存全局变量单元单元2019/6/26王道考研/3王道考研/CSKAOYAN.COM段段表表0号段(7KB)1号段(3KB)2号段(6KB)段名：MAINmain 函数段名：X某

4、个子函数段名：D保存全局变量内存0号段(7KB)1号段(3KB)2号段(6KB)040K80K120K问题：程序分多个段，各段离散地装入内存，为了保证程序能正常运行，就必须能从物理内存中找到各个逻辑段的存放位置。为此，需为每个进程建立一张段映射表，简称“段表”。段段号号段段长长基基址址07K80K13K120K26K40K1. 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。2. 各个段表项的长度是相同的。例如：某系统按字节寻址，采用分段存储管理，逻辑地址结构为（段号16位, 段内地址16位），因此用16位即可表示最大段长。物理内存大小为4GB（可用32位表示

5、整个物理内存地址空间）。因此，可以让每个段表项占 16+32 = 48位，即6B。由于段表项长度相同，因此段号可以是隐含的，不占存储空间。若段表存放的起始地址为 M，则 K号段对应的段表项存放的地址为 M + K*6段段号号段段长长基基址址07K80K13K120K26K40K段表王道考研/CSKAOYAN.COM地地址址变变换换0号段(7KB)1号段(3KB)2号段(6KB)段名：MAINmain 函数段名：X某个子函数段名：D保存全局变量内存040K80K120K段段号号段段长长基基址址07K80K13K120K26K40KLOAD 1, D | ;/将分段D中A单元内的值读入寄存器1经过

6、编译程序编译后，形成等价的机器指令：“取出段号为2，段内地址为 1024 的内存单元中的内容，放到寄存器1中”单元CPU执行指令时需要将逻辑地址变换为物理地址00000000000000100000000100000000机器指令中的逻辑地址用二进制表示：2019/6/26王道考研/4王道考研/CSKAOYAN.COM王道考研/CSKAOYAN.COM段表始址F段表长度M段表寄存器+段表内存逻辑地址A段号S段内地址W段表越界中断段基址b+段内地址W物理地址EF系统区PCB进程切换相关的内核程序负责恢复进程运行环境根据逻辑地址得到段号、段内地址判断段号是否越界。若SM，则产生越界中断，否则继续执

7、行查询段表，找到对应的段表项，段表项的存放地址为F+S*段表项长度计算得到物理地址访问目标内存单元段段号号段段长长C基基址址b07K80K13K120K26K40K单元(2, 1024)(40K+1024)注意：段表长度至少是1，而段号从0开始检查段内地址是否超过段长。若WC，则产生越界中断，否则继续执行40K王道考研/CSKAOYAN.COM分分段段、分分页页管管理理的的对对比比页是信息的物理单位。分页的主要目的是为了实现离散分配，提高内存利用率。分页仅仅是系统管理上的需要，完全是系统行为，对用户是不可见的。段是信息的逻辑单位。分段的主要目的是更好地满足用户需求。一个段通常包含着一组属于一个

8、逻辑模块的信息。分段对用户是可见的，用户编程时需要显式地给出段名。页的大小固定且由系统决定。段的长度却不固定，决定于用户编写的程序。分页的用户进程地址空间是一维的，程序员只需给出一个记忆符即可表示一个地址。分段的用户进程地址空间是二维的，程序员在标识一个地址时，既要给出段名，也要给出段内地址。16KB进程A0号段(7KB)1号段(3KB)2号段(6KB)段名：MAINmain 函数段名：X某个子函数段名：D保存全局变量07K-13K-16K-1000号页1号页2号页3号页分段016K-1分页LOAD 1, D | ;LOAD 1, ;2019/6/26王道考研/516KB生产者进程王道考研/C

9、SKAOYAN.COM分分段段、分分页页管管理理的的对对比比分段比分页更容易实现信息的共享和保护。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）0号段(7KB)1号段(3KB)2号段(6KB)将生产者进程分段该功能段用来判断缓冲区此时是否可访问。允许所有生产者、消费者进程共享访问段段号号段段长长基基址址07K80K13K120K26K40K生产者进程A的段表段段号号段段长长基基址址021K200K13K120K消费者进程B的段表内存040K80K120K200K

10、只需让各进程的段表项指向同一个段即可实现共享比如，有一个代码段只是简单的输出“Hello World！”王道考研/CSKAOYAN.COM分分段段、分分页页管管理理的的对对比比分段比分页更容易实现信息的共享和保护。4KB1KB4KB将生产者进程分页页面不是按逻辑模块划分的。这就很难实现共享。3KB2KB2KB0号段(7KB)1号段(3KB)2号段(6KB)将生产者进程分段如果让消费者进程的某个页表项指向这个页面，显然不合理，因为这个页面中的橙色部分是不允许共享的，只有绿色部分可以段段号号段段长长基基址址是是否否允允许许其其他他进进程程访访问问07K80K不允许13K120K允许26K40K不允

11、许生产者进程A的段表页页号号基基址址是是否否允允许许其其他他进进程程访访问问0不允许1允许2允许3不允许生产者进程A的页表1、2号页面只有一部分允许其他进程访问，因此很难用页表实现信息保护2019/6/26王道考研/6王道考研/CSKAOYAN.COM分分段段、分分页页管管理理的的对对比比页是信息的物理单位。分页的主要目的是为了实现离散分配，提高内存利用率。分页仅仅是系统管理上的需要，完全是系统行为，对用户是不可见的。段是信息的逻辑单位。分页的主要目的是更好地满足用户需求。一个段通常包含着一组属于一个逻辑模块的信息。分段对用户是可见的，用户编程时需要显式地给出段名。页的大小固定且由系统决定。段

12、的长度却不固定，决定于用户编写的程序。分页的用户进程地址空间是一维的，程序员只需给出一个记忆符即可表示一个地址。分段的用户进程地址空间是二维的，程序员在标识一个地址时，既要给出段名，也要给出段内地址。分段比分页更容易实现信息的共享和保护。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访问一个逻辑地址需要几次访存？分页（单级页表）：第一次访存查内存中的页表，第二次访存访问目标内存单元。总共两次访存分段：第一次访存查内存中的段表，第二次访存访问目标内存单元。总共两次访存与分页系统类似，分段系统中也可以引入快快表表机构，将近期访问过的段表项放到快表中，这样可以少一次访问，加快地址变换速度。王道考研/CSKAOYAN.COM知知识识回回顾顾与与重重要要考考点点