操作系统内存管理-分页,分段

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分页

分页式内存管理最早是在1960年代发明的,早期的计算机内存容量较小,程序和数据都只能存储在连续的物理内存地址中,因此需要一种机制将逻辑地址空间映射到物理地址空间。分页式内存管理技术将物理内存分成固定大小的页框,将程序和数据分成大小相等的页,并将页映射到页框中,从而允许程序和数据在不连续的物理内存地址上运行

分段

是在分页式内存管理技术之后发明的,其主要目的是为了更好地管理程序和数据的逻辑结构。分段式内存管理将程序和数据分成逻辑上相关的段,并分配不同的逻辑地址空间和访问权限,从而更好地管理和保护程序的隔离性和安全性。此外,分段式内存管理技术还可以支持动态存储分配和动态链接,更好地满足程序的内存需求。

因此,分段式内存管理技术不是为了解决分页式内存管理技术不能解决的问题,而是为了更好地管理和保护程序的逻辑结构。

区别


对程序员的透明性:

分页透明,但是分段需要程序员显式划分每个段。


地址空间的维度:

分页实现逻辑地址到物理地址的映射,是一维地址空间;它使用固定大小的页面进行内存映射,每个页面都可以使用一个地址来唯一表示,而这个地址通常使用一维的位数来表示。比如,32位的地址空间可以表示2^32个页面,因此它的维度是一维的。

分段实现逻辑地址到物理地址的映射,并实现逻辑地址内部的段的结构,是二维。它将地址空间按照功能划分成不同的段,每个段的大小可以不同,每个段可以使用一个地址来表示,而这个地址通常使用二维的位数来表示。比如,一个段的长度可以使用一个32位的地址来表示,而段表则可以使用一个32位的地址来表示段表的入口地址


大小是否可以改变:

页的大小不可变,段的大小可以动态改变。


出现的原因:

分页主要用于实现虚拟内存,从而获得更大的地址空间;分段主要是为了使程序和数据可以被划分为逻辑上独立的地址空间并且有助于共享和保护。

分段式内存管理更适合处理具有不同逻辑意义的程序,而分页式内存管理更适合处理大型程序,其中内存需求很高且需要随时调整内存大小的情况。



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