操作系統(tǒng)考試分頁(yè)與分段的區(qū)別

　　相信很多人都搞不明白操作系統(tǒng)中分頁(yè)和分段的區(qū)別。下面由學(xué)習(xí)啦小編為大家整理了操作系統(tǒng)中分頁(yè)和分段的區(qū)別之處，希望對(duì)大家有幫助。

　　一. 分頁(yè)存儲(chǔ)管理介紹

　　1.基本思想

　　用戶(hù)程序的地址空間被劃分成若干固定大小的區(qū)域，稱(chēng)為“頁(yè)”，相應(yīng)地，內(nèi)存空間分成若干個(gè)物理塊，頁(yè)和塊的大小相等?？蓪⒂脩?hù)程序的任一頁(yè)放在內(nèi)存的任一塊中，實(shí)現(xiàn)了離散分配。

　　2. 分頁(yè)存儲(chǔ)管理的地址機(jī)構(gòu)

　　15 12 11 0

　　頁(yè)號(hào)P 頁(yè)內(nèi)位移量W

　　頁(yè)號(hào)4位，每個(gè)作業(yè)最多2的4次方=16頁(yè)，表示頁(yè)號(hào)從0000~1111(24-1)，頁(yè)內(nèi)位移量的位數(shù)表示頁(yè)的大小，若頁(yè)內(nèi)位移量12位，則2的12次方=4k，頁(yè)的大小為4k，頁(yè)內(nèi)地址從000000000000~111111111111

　　若給定一個(gè)邏輯地址為A，頁(yè)面大小為L(zhǎng)，則

　　頁(yè)號(hào)P=INT[A/L]，頁(yè)內(nèi)地址W=A MOD L

　　3. 頁(yè)表

　　分頁(yè)系統(tǒng)中，允許將進(jìn)程的每一頁(yè)離散地存儲(chǔ)在內(nèi)存的任一物理塊中，為了能在內(nèi)存中找到每個(gè)頁(yè)面對(duì)應(yīng)的物理塊，系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程建立一張頁(yè)面映射表，簡(jiǎn)稱(chēng)頁(yè)表。頁(yè)表的作用是實(shí)現(xiàn)從頁(yè)號(hào)到物理塊號(hào)的地址映射。

　　頁(yè)表：

　　頁(yè)號(hào) 物理塊號(hào) 存取控制

　　0 2

　　1 15(F)

　　2 14(E)

　　3 1

　　4. 地址變換

　　(1) 程序執(zhí)行時(shí)，從PCB中取出頁(yè)表始址和頁(yè)表長(zhǎng)度(4)，裝入頁(yè)表寄存器PTR。

　　(2) 由分頁(yè)地址變換機(jī)構(gòu)將邏輯地址自動(dòng)分成頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址。

　　例：11406D=0010|110010001110B=2C8EH

　　頁(yè)號(hào)為2,位移量為C8EH=3214D

　　或11406 DIV 4096=2

　　11406 MOD 4096=3214

　　(3) 將頁(yè)號(hào)與頁(yè)表長(zhǎng)度進(jìn)行比較(2<4)，若頁(yè)號(hào)大于或等于頁(yè)表長(zhǎng)度，則表示本次訪(fǎng)問(wèn)的地址已超越進(jìn)程的地址空間，產(chǎn)生越界中斷。

　　(4) 將頁(yè)表始址與頁(yè)號(hào)和頁(yè)表項(xiàng)長(zhǎng)度的乘積相加，便得到該頁(yè)表項(xiàng)在頁(yè)表中的位置。

　　(5) 取出頁(yè)描述子得到該頁(yè)的物理塊號(hào)。 2 14(E)

　　(6) 對(duì)該頁(yè)的存取控制進(jìn)行檢查。

　　(7) 將物理塊號(hào)送入物理地址寄存器中，再將有效地址寄存器中的頁(yè)內(nèi)地址直接送入物理地址寄存器的塊內(nèi)地址字段中，拼接得到實(shí)際的物理地址。

　　例：0010|110010001101B

　　1110|110010001101B=EC8EH=60558D

　　或 14*4096+3214=60558D

　　5. 具有快表的地址變換機(jī)構(gòu)

　　分頁(yè)系統(tǒng)中，CPU每次要存取一個(gè)數(shù)據(jù)，都要兩次訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存(訪(fǎng)問(wèn)頁(yè)表、訪(fǎng)問(wèn)實(shí)際物理地址)。為提高地址變換速度，增設(shè)一個(gè)具有并行查詢(xún)能力的特殊高速緩沖存儲(chǔ)器，稱(chēng)為“聯(lián)想存儲(chǔ)器”或“快表”，存放當(dāng)前訪(fǎng)問(wèn)的頁(yè)表項(xiàng)。

　　二.分段存儲(chǔ)管理介紹

　　1.基本思想

　　將用戶(hù)程序地址空間分成若干個(gè)大小不等的段，每段可以定義一組相對(duì)完整的邏輯信息。存儲(chǔ)分配時(shí)，以段為單位，段與段在內(nèi)存中可以不相鄰接，也實(shí)現(xiàn)了離散分配。

　　2. 分段存儲(chǔ)方式的引入

　　方便編程

　　分段共享

　　分段保護(hù)

　　動(dòng)態(tài)鏈接

　　動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)

　　3. 分段地址結(jié)構(gòu)

　　作業(yè)的地址空間被劃分為若干個(gè)段，每個(gè)段定義了一組邏輯信息。例程序段、數(shù)據(jù)段等。每個(gè)段都從0開(kāi)始編址，并采用一段連續(xù)的地址空間。

　　段的長(zhǎng)度由相應(yīng)的邏輯信息組的長(zhǎng)度決定，因而各段長(zhǎng)度不等。整個(gè)作業(yè)的地址空間是二維的。

　　15 12 11 0

　　段號(hào) 段內(nèi)位移量

　　段號(hào)4位，每個(gè)作業(yè)最多24=16段，表示段號(hào)從0000~1111(24-1);段內(nèi)位移量12位，212=4k，表示每段的段內(nèi)地址最大為4K(各段長(zhǎng)度不同)，從000000000000~111111111111

　　4. 段表

　　段號(hào) 段長(zhǎng) 起始地址 存取控制

　　0 1K 4096

　　1 4K 17500

　　2 2K 8192

　　5. 地址變換

　　(1). 程序執(zhí)行時(shí)，從PCB中取出段表始址和段表長(zhǎng)度(3)，裝入段表寄存器。

　　(2). 由分段地址變換機(jī)構(gòu)將邏輯地址自動(dòng)分成段號(hào)和段內(nèi)地址。

　　例：7310D=0001|110010001110B=1C8EH

　　段號(hào)為1,位移量為C8EH=3214D

　　(3). 將段號(hào)與段表長(zhǎng)度進(jìn)行比較(1<3)，若段號(hào)大于或等于段表長(zhǎng)度，則表示本次訪(fǎng)問(wèn)的地址已超越進(jìn)程的地址空間，產(chǎn)生越界中斷。

　　(4). 將段表始址與段號(hào)和段表項(xiàng)長(zhǎng)度的乘積相加，便得到該段表項(xiàng)在段表中的位置。

　　(5). 取出段描述子得到該段的起始物理地址。1 4K 17500

　　(6). 檢查段內(nèi)位移量是否超出該段的段長(zhǎng)(3214<4K)，若超過(guò)，產(chǎn)生越界中斷。

　　(7). 對(duì)該段的存取控制進(jìn)行檢查。

　　(8). 將該段基址和段內(nèi)地址相加，得到實(shí)際的物理地址。

　　例：0001|110010001101B

　　起始地址17500D+段內(nèi)地址3214D=20714D

　　三.分頁(yè)與分段的主要區(qū)別

　　分頁(yè)和分段有許多相似之處,比如兩者都不要求作業(yè)連續(xù)存放.但在概念上兩者完全不同,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

　　(1)頁(yè)是信息的物理單位,分頁(yè)是為了實(shí)現(xiàn)非連續(xù)分配,以便解決內(nèi)存碎片問(wèn)題,或者說(shuō)分頁(yè)是由于系統(tǒng)管理的需要.段是信息的邏輯單位,它含有一組意義相對(duì)完整的信息,分段的目的是為了更好地實(shí)現(xiàn)共享,滿(mǎn)足用戶(hù)的需要.

　　(2)頁(yè)的大小固定,由系統(tǒng)確定,將邏輯地址劃分為頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址是由機(jī)器硬件實(shí)現(xiàn)的.而段的長(zhǎng)度卻不固定,決定于用戶(hù)所編寫(xiě)的程序,通常由編譯程序在對(duì)源程序進(jìn)行編譯時(shí)根據(jù)信息的性質(zhì)來(lái)劃分.

　　(3)分頁(yè)的作業(yè)地址空間是一維的.分段的地址空間是二維的.

　　四.段頁(yè)式存儲(chǔ)管理

　　1.基本思想：

　　分頁(yè)系統(tǒng)能有效地提高內(nèi)存的利用率，而分段系統(tǒng)能反映程序的邏輯結(jié)構(gòu)，便于段的共享與保護(hù)，將分頁(yè)與分段兩種存儲(chǔ)方式結(jié)合起來(lái)，就形成了段頁(yè)式存儲(chǔ)管理方式。

　　在段頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，作業(yè)的地址空間首先被分成若干個(gè)邏輯分段，每段都有自己的段號(hào)，然后再將每段分成若干個(gè)大小相等的頁(yè)。對(duì)于主存空間也分成大小相等的頁(yè)，主存的分配以頁(yè)為單位。

　　段頁(yè)式系統(tǒng)中，作業(yè)的地址結(jié)構(gòu)包含三部分的內(nèi)容：段號(hào) 頁(yè)號(hào) 頁(yè)內(nèi)位移量

　　程序員按照分段系統(tǒng)的地址結(jié)構(gòu)將地址分為段號(hào)與段內(nèi)位移量，地址變換機(jī)構(gòu)將段內(nèi)位移量分解為頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)位移量。

　　為實(shí)現(xiàn)段頁(yè)式存儲(chǔ)管理，系統(tǒng)應(yīng)為每個(gè)進(jìn)程設(shè)置一個(gè)段表，包括每段的段號(hào)，該段的頁(yè)表始址和頁(yè)表長(zhǎng)度。每個(gè)段有自己的頁(yè)表，記錄段中的每一頁(yè)的頁(yè)號(hào)和存放在主存中的物理塊號(hào)。

　　2.地址變換的過(guò)程：

　　(1)程序執(zhí)行時(shí)，從PCB中取出段表始址和段表長(zhǎng)度，裝入段表寄存器。

　　(2)由地址變換機(jī)構(gòu)將邏輯地址自動(dòng)分成段號(hào)、頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址。

　　(3)將段號(hào)與段表長(zhǎng)度進(jìn)行比較，若段號(hào)大于或等于段表長(zhǎng)度，則表示本次訪(fǎng)問(wèn)的地址已超越進(jìn)程的地址空間，產(chǎn)生越界中斷。

　　(4)將段表始址與段號(hào)和段表項(xiàng)長(zhǎng)度的乘積相加，便得到該段表項(xiàng)在段表中的位置。

　　(5)取出段描述子得到該段的頁(yè)表始址和頁(yè)表長(zhǎng)度。

　　(6)將頁(yè)號(hào)與頁(yè)表長(zhǎng)度進(jìn)行比較，若頁(yè)號(hào)大于或等于頁(yè)表長(zhǎng)度，則表示本次訪(fǎng)問(wèn)的地址已超越進(jìn)程的地址空間，產(chǎn)生越界中斷。

　　(7)將頁(yè)表始址與頁(yè)號(hào)和頁(yè)表項(xiàng)長(zhǎng)度的乘積相加，便得到該頁(yè)表項(xiàng)在頁(yè)表中的位置。

　　(8)取出頁(yè)描述子得到該頁(yè)的物理塊號(hào)。

　　(9)對(duì)該頁(yè)的存取控制進(jìn)行檢查。

　　(10)將物理塊號(hào)送入物理地址寄存器中，再將有效地址寄存器中的頁(yè)內(nèi)地址直接送入物理地址寄存器的塊內(nèi)地址字段中，拼接得到實(shí)際的物理地址。