段页式管理方式

前言

前两篇文章分别说了基本分页存储管理和基本分段存储管理方式两种不连续分配内存的方式，本文就介绍最后一种不连续分配方式——段页式管理方式。
  本文内容

1 分段、分页的优缺点分析

2 段页式管理

  考虑到分段方式和分页方式的优缺点，所以就有了一种新的分配方式——段页式管理方式。顾明思议，是综合了分段和分页两种管理方式。
  还是举例说明，如下图所示，进程A大小为16KB，按逻辑分为3个段，各个段大小分别为7KB，3KB和6KB。然后再对各个段进行分页，假设页面大小为4KB，那么各个段都有各自对应的页面，即0号段分为两个页面0号页和1号页....这里各个段分页后页号都是从0开始。在运行时再将各个页放入内存块中，各个页之间同样不需要相邻。

  所以，段页式管理方式基本思路为：将进程按逻辑模块分段，每个段都有自己的段号，再将段分成若干大小固定的页。对内存空间的管理仍然和分页存储管理一样，将其分成若干个和页面大小相同的存储块，最后将进程的各个页分别装入各个内存块中。
  分段系统的逻辑地址结构由段号和段内地址（段内偏移量）组成。如：

  
  段页式系统中由于每个段又进行了分页，所以段页式系统中的逻辑地址结构由段号、页号、页内地址（页内偏移量）组成。如：

(1) 段号的位数决定了每个进程最多可以分为几个段。
(2) 页号的位数决定了每个段最大有多少页。
(3) 页内偏移量决定了页面的大小、内存块的大小是多少。

  在上述例子中，若按字节寻址，32位的逻辑地址结构，段号占16位，段内偏移量占16位，因此在该系统中，每个进程最多有2¹⁶ = 64K个段，页号占4位，因此每个段最多有16个页，页内偏移量占12位，因此每个页面的\每个内存块的大小为 2¹² B = 4KB。

3 段表、页表

  (1) 每个段对应一个段表项，每个段表项由段号、页表长度、页表存放的块号（页表的起始地址）组成。每个段表项长度相等，段号是隐含的。

  每个页面对应一个页表项，每个页表由页号、页面存放的内存块号组成。每个页表项长度相等，页号是隐含的。
  例如要查找0号段对应的页表，0号段对应的页表存放在1号块，所以就可以得到0号段页表的起始地址，如果要查找0号段页表的页，根据页表也就可以找到相对应的内存块号，最后访问目标单元。

  从上图可以看出，这种方式同样有内部碎片。

4 地址变换

  段页式系统的地址转换过程如下图所示，过程是综合了分页和分段两种，如果前两种地址变换过程没有问题，这个变换同样也很简单。
  段页式系统地址变换需要访问三次内存。第一次是查询段表，第二次是根据段号查询页表，第三次是访问目标内存单元。
  最后，段页式系统同样可以引入快表机制来减少访问内存的次数，用段号和页号作为查询快表的关键字，若快表命中则仅需一次访存。

5 小结

  本文完