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操作系统基本分段存储管理方式

发布时间:2019-05-31 09:54 来源:未知 编辑:admin

  引入分段存储管理方式的目的:满足程序员在编程和使用上多方面的要求。这种存储管理方式已经成为当今所有存储管理方式的基础。

  用户把自己的作业按照逻辑管理划分为若干段,每个段都是从0开始编址,并有自己的名字和长度。因此,希望要访问的逻辑地址是由段名(段号)和段内偏移量(段内地址)决定的。

  在实现对程序和数据的共享时,是以信息的逻辑单位为基础的。。比如共享某个例程和函数。分页系统中的页只是存放信息的物理单位(块),并无完整的意义,不便于实现共享;然而段却是信息的逻辑单位。由此可知,为了实现段的共享,希望存储管理能与用户程序分段的组织方式相适应。

  有些段,会随着程序的使用不断增长。而事先又无法确切地知道数据段会增长到多大。

  动态链接是指在作业运行前,并不把几个目标程序段链接起来。要运行时,先将主程序所对应的目标程序装入内存并启动运行,当运行过程中有需要调用某段时,才将该段调入内存并进行链接。可见动态链接也要求以段作为管理的单位。

  在分段存储管理方式中,作业的地址空间被划分为若干个段,每个段定义了一组逻辑信息。例如,有主程序段MAIN、子程序段X、数据段D及栈段S等。

  在该地址结构中,允许一个作业最长有64K个段,每个段的最大长度为64KB。

  分段方式已得到许多编译程序的支持,编译程序能自动地根据源程序的情况而产生若各个段。

  在动态分配方式中,系统为整个进程分配一个连续的内存空间。而在分段式存储管理系统中,则是为每个分段分配一个连续的分区,而进程中的各个段可以离散地移入内存不同的分区中。为了使程序能正常运行,也能从物理内存中找出每个逻辑段所对应的位置,应像分页那样,在系统中为每个进程建立一段映射表,简称“段表”。每个段在表中占有一个表项。其中记录了该段在内存中的起始地址(基址)和段的长度。段表可以存放在一组寄存器中,以提高访问速度,但更常见的是将段表放在内存中。

  在配置了段表后,执行中的进程可通过查找段表找到每个段所对应的内存区。可见段表是用于实现从逻辑段到物理内存区的映射:

  为了实现进程逻辑地址到物理地址的变换功能,在系统中设置了段表寄存器,用于存放段表起始地址和段表长度TL。在进行地址变换时,系统将逻辑地址中的段号S与段表长度TL进行比较。若STL,表示段号太大。访问越界,于是产生越界中断信号;若未越界,则根据段表的起始地址和该段的段号+段内地址从而到的要访问的内存物理地址。

  与分页系统类似,当段表存放在内存中,每要访问一个数据,都需要访问两次内存,类似的,再增设一个联想寄存器,用于保存最近常用的段表项。

  a)、页是信息的物理单位,分页是为实现离散分配方式,以消减内存的外零头,提高内存的利用率;段则是信息的逻辑单位,它含有一组其意义相对完整的信息,分段的目的是为了能更好地满足用户的需要。

  b)、页的大小固定且由系统决定,由系统把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分,是由机器硬件实现的,因而在系统中只能有一种大小的页面;而段的长度却不固定,决定于用户所编写的程序,通常由编译程序在对源程序进行编译时,根据信息的性质来划分。

  c)、分页的作业地址空间是一维的,即单一的线性地址空间,程序员只需利用一个记忆符,即可表示一个地址;而分段的作业地址空间则是二维的,程序员在标识一个地址是,即需给出段名,又需给出段内地址。

  在分段系统的允许若干个进程共享一个或多个分段,容易实现对段的保存和共享。

  可重入代码又称为“纯代码”,是一种允许多个进程同时访问的代码。为使各个进程所执行的代码完全相同,绝对不允许可重入代码在执行中有任何的改变。在每个进程中,都必须配以局部数据区,把在执行中可能改变的部分拷贝到该数据区,这样程序在执行时,只需对数据区中的内容进行修改,并不去改变共享的代码,这时的可共享代码级成为可重入码。

  结合分页和分段的优点,分页系统很好解决内存的外碎片问题,分段系统有便于实现、分段可共享、易于保护、可动态链接等优点。结合这两种方式形成新系统称为“段页式系统”。

  先分段,在段内进行分页,为每一个段赋予一个段名。以下展示出了一个作业地址空间的结构。该作业有三个段,页面大小4KB。在段页式系统中,其地址结构由段号、段内页号及页内地址三部分所组成。

  为了方便段页式系统中地址变换的实现,需配置一个段表寄存器,其中存放段表起始地址和段表长TL。比较段号与TL是否越界,从段表寄存器中获取段表始址找到段表,根据段表内的页表始址找到对应的页表,在根据页表的存储块找到内存中的物理块,从而获取物理地址。

  ②访问内存中的页表,从中取出该页所在的物理块号,并与页内地址形成物理地址

  多次访问内存,执行速度降低,因此在地址变换机构中增设一个高速缓冲寄存器。每次访问它时,都须同时利用段号和页号去检索高速缓存,若找到匹配的表项,便可以从中得到相应页的物理块号,用来与页内地址一起形成物理地址;若未找到匹配表项,则仍需要再三次访问内存。

  分段存储管理方式的引入分段存储管理方式的引入是为了满足用户的要求。方便编程:通常一个作业是由多个程序段和数据段组成的,一般情况下,用户希望按逻辑关系对作业分段,并能根据名字来访问程序段和数据段。信息共...博文来自:杨森源的博客

  请求分段存储管理方式请求分段存储管理系统与请求分页存储管理系统一样,为用户提供了一个比内存空间大得多的虚拟存储器。在请求分段存储管理系统中,作业运行之前,只要求将当前需要的若干个分段装入内存,便可启动...博文来自:杨森源的博客

  基本分段储存管理:段式管理方式是按照用户进程中的自然段划分逻辑空间。例如,用户进程由主程序、两个子程序、栈和一段数据组成,于是可以把这个用户进程划分为5个段,每段从0开始编址,并分配一段连续的地址空间...博文来自:Jay·Chou的博客

  一.  分页存储管理1.基本思想用户程序的地址空间被划分成若干固定大小的区域,称为“页”,相应地,内存空间分成若干个物理块,页和块的大小相等。可将用户程序的任一页放在内存的任一块中,实现了离散分配。1...博文来自:小胡——uYou的专栏

  操作系统——分段式内存管理分页式的优点从计算机的角度出发,提高了内存的利用率,提升了计算机的性能,以分页通过硬件机制实现,对用户透明分段式的优点考虑到用户和程序员,已满足方便编程、信息保护和共享、动态...博文来自:MISAYAONE的博客

  一、分段系统的基本原理1、程序通过分段(segmentation)划分为多个模块,每个段定义一组逻辑信息。如代码段(主程序段main,子程序段X)、数据段D、栈段S等。2、每段有自己的名字(一般用段号...博文来自:zh13487的博客

  引:有时候我们遇到一种图论题,就是要你将算出来的路径中每条边的权值之积或和求出来,虽然每条边的权值都比较小,但算到最后结果却很大,不得不用高精度方法存储数据的时候,你怎么处理?传统的高精度是用char...博文来自:雾里尘埃

  逻辑地址(0,137),(1,4000),(2,3600),(5,230)中的0,1,2,5表示段号,137,4000,3600,230表示位移量。段号0中的内存地址50K表示0号段的起始地址,10K...博文来自:网络

  基本分页存储管理方式页面的概念物理块:内存划分成多个小单元,每个单元K大小,称(物理)块。类比物理块的概念页面:作业也按K单位大小划分成片,称为页面。物理划分块的大小=逻辑划分的页的大小页表的概念为了...博文来自:zy702432103的博客

  1.分页管理分页存储管理是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片,称为页面或页,并为各页加以编号,从0开始,如第0页、第1页等。相应地,也把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块,称为(...博文来自:只愿不违本心的博客

  真正的模拟操作系统中 内存的分配 (分页存储管理)(操作系统模拟多进程内存分配) 连续的分配方式会形成许多碎片,虽然通过紧凑的方法将血多碎片拼接成可用的大块空间 但须付出很大的开销。如果允许将一个进程

  本章基本内容 存储器的层次结构 程序的装入和链接 连续分配方式 基本分页存储管理方式 基本分段存储管理方式 虚拟存储器的概念 请求分页存储管理方式 页面置换算法 请求分段存储管理方式

  4.4、基本分段存储管理方式如果说推动存储管理方式从固定分区到动态分区分配,进而又发展到分页存储管理方式的主要动力,是提高内存利用率,那么,引入分段存储管理方式的目的,则主要是为了满足用户(程序员)在...博文

  操作系统内存管理——段页式(虚拟内存)博文来自:iostream1001001的博客

  首先看一下“基本的存储分配方式”种类:      1.  离散分配方式的出现由于连续分配方式会形成许多内存碎片,虽可通过“紧凑”功能将碎片合并,但会付出很大开销。于是出现离散分配方式:将一个进程直接分...博文来自:大鹏

  一、内存管理的目的和功能内存一直是计算机系统中宝贵而又紧俏的资源,内存能否被有效、合理地使用,将直接影响到操作系统的性能。此外,虽然物理内存的增长现在达到了N个GB,但比物理内存增长还快的是程序,所以...博文来自:渴望,就奋力追寻...

  分段式虚拟存储系统分段式虚拟存储系统把作业的所有分段的副本都存放在辅助存储器中,当作业被调度投入运行时,首先把当前需要的一段或几段装入主存,在执行过程中访问到不在主存的段时再把它们装入。因此,在段表中...博文来自:总结沉淀

  需求从固定分区到动态分区,从分区方式到分页方式发展提高了主存空间利用率。而分段存储管理的引入,则满足用户(程序员)编程和使用上的要求,这些要求其它各种存储管理技术难以满足。需求解析:在分页存储管理中,...博文来自:总结沉淀

  分页存储管理中逻辑地址到物理地址的转换过程解析首先要知道,物理地址=块号+页内地址          逻辑地址=页号+页内地址所以物理地址和逻辑地址后面部分是相同的,即都为...博文来自:weixin_42248302的博客

  分页和分段存储管理有何区别?答:主要区别表现在以下三个方面: (1)页是信息的物理单位,分页是为实现离散分配方式,以消减内存的外零头,提高内存的利用率。段则是信息的逻辑单位,它含有一组其意义相对完整的...博文来自:fhb1922702569的博客

  c的分段存储布局代码段代码段又称为指令段,是CUP执行的指令部分代码段通常是只读的,但也有特殊情况。由于代码段不可改的性质使得它可以供多个程序共享使用当我们试图修改代码段的信息时,就会产生段错误(Se...博文来自:hhh_2333

  注:下面分析都是建立在基本分页存储管理方式的基本地址变换机构基础之上的。题目:某系统程序空间与物理空间都是2GB,页面大小为4KB。已知某进程的页表如下,请编写程序模拟分页系统的地址变换过程。其实就是...博文来自:u014285517的专栏

  分段存储管理的基本思想是将用户的作业按其逻辑结构划分若干段,例如一个主程序段和若干子程序、数组和工作区等。这些段在逻辑是完整的,功能上是独立的,每段都有自己的名字,且都有一段连续的地址空间。分段存储管...博文来自:Yan_Programer 的专栏

  一、概述存储器是计算机系统的重要组成部分,所以存储器的管理是操作系统最主要的功能之一。程序的指令和数据只有被调入内存(RAM)里才能被CPU直接访问,程序才能够被执行。软件系统需要的内存容量在不断地增...博文来自:想作会飞的鱼的博客

  连续存储管理⎧⎩⎨单一连续存储管理固定分区存储管理可变分区存储管理连续存储管理{单一连续存储管理固定分区存储管理可变分区存储管理连续存储管理\begin {cases}单一连续存储管理\\固定分区存储...博文来自:sHuXnHs

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  引入分段存储管理方式的目的,则主要是为了满足用户(程序员)在编程和使用上多方面的要求。...博文来自:Cout_Sev

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  写在前面:这个类别将记录我学习操作系统的学习笔记。会将视频讲解与书本内容进行内容提炼。每天学习一点,坚持下来会有收获。这篇主要记述操作系统的目标与作用,回顾操作系统发展历程。概念居多,了解即可。操作系...博文来自:zy2317878的博客

  1.os是现代计算机系统中最基本和最重要的系统软件,(编译程序、数据库管理系统等系统软件或者大量的应用软件都直接依赖于操作系统的支持)。2.操作系统的目标与应用环境有关。3.在计算机上配置操作系统,其...博文来自:不会写代码的程序猿的博客

  操作系统的目的是,为用户提供方便且有效的执行程序的环境操作系统是管理计算机硬件的软件操作系统:充当剑姬硬件和计算机用户的中介操作系统:控制和协调各用户的应用程序对硬件的使用......博文来自:肥宅Sean

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