内存的存储管理段式和页式管理的区别

1、段式和页式存储管理的地址结构很类似，但是它们有实质上的不同，以下错误的是（D）A．页式的逻辑地址是连续的，段式的逻辑地址可以不连续B．页式的地址是一维的，段式的地址是二维的C．分页是操作系统进行的，分段是用户确定的D．页式采用静态重定位方式，段式采用动态重定位方式2、在以下的存储管理方案中，能扩充主存容量的是（D）A．固定式分区分配B．可变式分区分配C．页式存储管理D．分页虚拟存储管理3、段页式管理中，地址映像表是（C）A．每个进程一张段表，一张页表B．进程的每个段一张段表，一张页表C．每个进程一张段表，每个段一张页表D．每个进程一张页表，每个段一张段表4、一段页式存储器，地址结构如下所示23 10 9 0段号页号页内偏移该存储器最多容许16个段，请填写每个部分的含义，计算每一段所容纳的页数和最大长度。

每一段可以包含210=1024页，最大长度为210*1K=1M5、采用( B ) 不会产生内部碎片。

A．分页式存储管理B．分段式存储管理C．固定分区式存储管理D．段页式存储管理6．离散存储管理的主要特点是( A) 。

A．不要求将作业装入到内存的连续区域B．不要求将作业同时全部装入到内存的连续区域C．不要求进行缺页中断处理D．不要求进行页面置换7、可变式分区又称为动态分区，它是在系统运行过程中（B）时动态建立的。

A．在作业装入B．在作业创建C．在作业完成D．在作业未装入8、计算机系统的二级存储包括（D）A．CPU寄存器和主存缓冲区B．超高速缓存和内存储器C．ROM和RAM D．主存储器和辅助存储器9、某页式存储管理系统中，地址寄存器长度为24位，其中页号占14位，则主存的分块大小是（A）字节A．210B．10 C．214D．22410、作业在执行中发生了缺页中断，经OS处理后，应让其执行（B）指令。

A．被中断的前一条B．被中断的那一条C．被中断的后一条D．启动时的第一条11、分页式虚拟存储管理系统中，页面的大小与可能产生的缺页中断次数（B）。

分页、分段与段页式存储⼀. 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) 等分内存页式存储管理将内存空间划分成等长的若⼲物理块，成为物理页⾯也成为物理块，每个物理块的⼤⼩⼀般取2的整数幂。

内存的所有物理块从0开始编号，称作物理页号。

2) 逻辑地址系统将程序的逻辑空间按照同样⼤⼩也划分成若⼲页⾯，称为逻辑页⾯也称为页。

程序的各个逻辑页⾯从0开始依次编号，称作逻辑页号或相对页号。

每个页⾯内从0开始编址，称为页内地址。

程序中的逻辑地址由两部分组成：页号P和页内位移量W。

在执⾏⼀个程序之前，内存管理器需要的准备⼯作：1) 确定程序的页数2) 在主存中留出⾜够的空闲页⾯3) 将程序的所有页⾯载⼊主存⾥。

（静态的分页，页⾯⽆需连续）2. 分页存储管理的地址机构页号x位，每个作业最多2的x次⽅页，页内位移量的位数表⽰页的⼤⼩，若页内位移量y位，则2的y次⽅，即页的⼤⼩，页内地址从000000000000开始到2的y次⽅若给定⼀个逻辑地址为A，页⾯⼤⼩为L，则页号P=INT[A/L]，页内地址W=A MOD L3．内存分配相邻的页⾯在内存中不⼀定相邻，即分配给程序的内存块之间不⼀定连续。

对程序地址空间的分页是系统⾃动进⾏的，即对⽤户是透明的。

由于页⾯尺⼨为2的整数次幂，故相对地址中的⾼位部分即为页号，低位部分为页内地址。

4. 页表分页系统中，允许将进程的每⼀页离散地存储在内存的任⼀物理块中，为了能在内存中找到每个页⾯对应的物理块，系统为每个进程建⽴⼀张页表，⽤于记录进程逻辑页⾯与内存物理页⾯之间的对应关系。

页表的作⽤是实现从页号到物理块号的地址映射，地址空间有多少页，该页表⾥就登记多少⾏，且按逻辑页的顺序排列，形如：5. 地址变换页式虚拟存储系统的逻辑地址是由页号和页内地址两部分组成，地址变换过程如图7-3所⽰。

页式、段式、段页式存储优缺点总结内存管理⽅式主要分为：页式管理、段式管理和段页式管理。

页式管理的基本原理是将各进程的虚拟空间划分为若⼲个长度相等的页。

把内存空间按页的⼤⼩划分为⽚或者页⾯，然后把页式虚拟地址与内存地址建⽴⼀⼀对应的页表，并⽤相应的硬件地址转换机构来解决离散地址变换问题。

页式管理采⽤请求调页和预调页技术来实现内外存存储器的统⼀管理。

优点：没有外碎⽚，每个内碎⽚不超过页的⼤⼩。

缺点：程序全部装⼊内存，要求有相应的硬件⽀持，如地址变换机构缺页中断的产⽣和选择淘汰页⾯等都要求有相应的硬件⽀持。

增加了机器成本和系统开销。

段式管理的基本思想是把程序按内容或过程函数关系分成段，每段有⾃⼰的名字。

⼀个⽤户作业或者进程所包含的段对应⼀个⼆维线性虚拟空间，也就是⼀个⼆维虚拟存储器。

段式管理程序以段为单位分配内存，然后通过地址映射机构把段式虚拟地址转换为实际内存物理地址。

优点：可以分别编写和编译，可以针对不同类型的段采取不同的保护，可以按段为单位来进⾏共享，包括通过动态链接进⾏代码共享。

缺点：会产⽣碎⽚。

段页式管理，系统必须为每个作业或者进程建⽴⼀张段表以管理内存分配与释放、缺段处理等。

另外由于⼀个段⼜被划分为若⼲个页，每个段必须建⽴⼀张页表以把段中的虚页变换为内存中的实际页⾯。

显然与页式管理时相同，页表也要有相应的实现缺页中断处理和页⾯保护等功能的表项。

段页式管理是段式管理和页式管理相结合⽽成，具有两者的优点。

由于管理软件的增加，复杂性和开销也增加。

另外需要的硬件以及占⽤的内存也有所增加，使得执⾏速度下降。

————————————————————————————————————————————————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：将⼀个进程直接分散地装⼊到许多不相邻的内存分区中。

1.什么是操作系统？⑴计算机硬件与用户软件之间的中间件程序集合(2)OS是一个资源管理程序(3)OS是一个控制调度程序(4)OS 一般有一个内核(kernel)程序，开机后一直运行⑸提供用户和计算机之间的接口2.现代操作系统的五大组成部分：处理器管理，内存管理，设备管理，文件管理，用户接口3.操作系统的四个基本特征：并发性，共享性，虚拟性，异步性4.分时操作系统的基本特征：交互性、多用户同时性、独立性5.操作系统的三种基本类型：批处理系统，分时系统和实时系统6.实时操作系统的特点：可靠性高、响应及时但资源利用率低7.多道程序设计的特点：多道，宏观上并行，微观上串行8.批处理操作系统的特点：用户脱机使用计算机，成批处理，多道程序运行9.进程定义，进程组成部分，进程的基本特征：定义：一个被调入内存正在执行的程序。

一个具有独立功能的程序对某个数据集在CPU处理器上的执行过程。

独立分配资源的基本单位。

进程包括：代码段，堆栈段，数据段进程具有5个特征：(1)动态性：进程是程序的执行过程，它由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停，并由撤销而死亡。

(2)并行性：多个进程实体同存于内存中，能在一段时间内同时运行。

(3)独立性：进程是一个独立获得资源和独立调度的单位。

(4)异步性：进程按各自独立的不可预知的速度向前推进。

(5)结构特征：从结构上看，进程实体由程序段、数据段和进程控制块3部分组成10.进程和程序的区别：11.进程的状态周期：初始态，执行状态，等待状态，就绪状态，终止状态12.什么是进程控制块PCB?进程控制块PCB：用来描述进程的一切静态和动态的特征，操作系统只能通过它来感知和管理进程。

每个进程都有且仅有一个进程控制块。

13.通常将处理器的执行状态分为哪两种状态？系统态（管理状态），用户态（目标状态）14.什么是线程？线程的类型有哪三种？线程定义：一个进程内的基本调度单位，也称为轻权进程。

线程既可以由操作系统内核调度，也可以由用户程序控制线程分为三种类型：内核线程、轻量级进程和用户线程15.进程调度常用的四个指标：周转时间，吞吐量，响应时间，设备利用率16.CPU调度的三级调度：高级调度（作业）、中级调度（交换）和低级调度（进程）17.作业调度和进程调度的区别。

内存管理之⼀段式与页式管理内存管理⽅法内存管理主要包括内存分配和回收、地址变换、内存扩充、内存共享和保护等功能。

下⾯主要介绍连续分配存储管理、覆盖与交换技术以及页式与段式存储管理等基本概念和原理。

1．连续分配存储管理⽅式连续分配是指为⼀个⽤户程序分配连续的内存空间。

连续分配有单⼀连续存储管理和分区式储管理两种⽅式。

(1)单⼀连续存储管理在这种管理⽅式中，内存被分为两个区域：系统区和⽤户区。

应⽤程序装⼊到⽤户区，可使⽤⽤户区全部空间。

其特点是，最简单，适⽤于单⽤户、单任务的操作系统。

CP／M 和 DOS 2．0以下就是采⽤此种⽅式。

这种⽅式的最⼤优点就是易于管理。

但也存在着⼀些问题和不⾜之处，例如对要求内存空间少的程序，造成内存浪费；程序全部装⼊，使得很少使⽤的程序部分也占⽤—定数量的内存。

(2)分区式存储管理为了⽀持多道程序系统和分时系统，⽀持多个程序并发执⾏，引⼊了分区式存储管理。

分区式存储管理是把内存分为⼀些⼤⼩相等或不等的分区，操作系统占⽤其中⼀个分区，其余的分区由应⽤程序使⽤，每个应⽤程序占⽤⼀个或⼏个分区。

分区式存储管理虽然可以⽀持并发，但难以进⾏内存分区的共享。

分区式存储管理引⼈了两个新的问题：内碎⽚和外碎⽚。

前者是占⽤分区内未被利⽤的空间，后者是占⽤分区之间难以利⽤的空闲分区(通常是⼩空闲分区)。

为实现分区式存储管理，操作系统应维护的数据结构为分区表或分区链表。

表中各表项⼀般包括每个分区的起始地址、⼤⼩及状态(是否已分配)。

分区式存储管理常采⽤的⼀项技术就是内存紧缩(compaction)：将各个占⽤分区向内存⼀端移动，然后将各个空闲分区合并成为⼀个空闲分区。

这种技术在提供了某种程度上的灵活性的同时，也存在着⼀些弊端，例如：对占⽤分区进⾏内存数据搬移占⽤CPU~t⼨间；如果对占⽤分区中的程序进⾏“浮动”，则其重定位需要硬件⽀持。

1)固定分区(nxedpartitioning)。

固定式分区的特点是把内存划分为若⼲个固定⼤⼩的连续分区。

计算机中的段式虚拟存储器和段页式虚拟存储器段式虚拟存储器：段式虚拟存储器的基本思想是：按照程序的逻辑结构划分段，！主存以段为单位进⾏分配。

由于段是按照程序的⾃然边界划分的，因此每个段的长度各不相同，并且程序员通常还会把不同类型的数据划分到不同的段中。

与页式虚拟存储器类似，通过段表对每道程序进⾏管理，段表保存在主存中。

每个程序段在段表中有⼀个表项，主要包括以下内容：1：有效位，指明该段是否已经调⼊主存。

2：段起始地址：指明该段在实存中的⾸地址。

3：段长记录该段的实际长度，主要⽤于进⾏程序段的保护。

段表的起始地址由段表基址寄存器给出。

段式虚拟存储管理中虚实地址变换主要包括两步，从段表基址寄存器读出《段表的基地址》，将其与《虚拟地址》中的《段号》“相加+“即可得到程序段在《段表》中的地址。

其次，访问段表，得到《程序段》对应段的起始地址和段长和有效位。

如果有效位为“1”则表⽰程序段已经调⼊主存，这时将段起始地址与虚拟地址中的段内地址“相加”即可得到主存的物理地址。

！如果有效位为“0”则表⽰程序段不在主存中。

这时需要使⽤外部地址变换进⾏地址转换，并将对应段调⼊主存。

在段式虚存管理⽅式中，由于段的边界与程序的边界⼀致，程序的模块化好，便于程序的调度和保护，也有利于多道程序的共享。

但由于段的长度不⼀致，容易在主存空间留下碎⽚。

同时，由于段长通常不是2的整数次幂，因此地址变换需要较长的时间，需要更多的硬件⽀持。

《7》段页式虚拟存储器：段页式虚拟存储器的基本思想是将上⾯两种⽅式结合起来，以结合页式和段式两者的优点。

在段页式虚拟存储器中，！主存的物理空间被等分成页，！程序则先按逻辑结构分段，每段在分成与物理空间页同样⼤⼩的页⾯，程序以页为单位进⾏调⼊和调出操作，但以段为单位进⾏编程和保护与共享。

在段页式虚拟存储系统中，！通过⼀个段表和⼀组页表来进⾏管理。

段表中的每个表项对应⼀个段，每个表项主要包括《该段的页表起始地址，页表长度》。

计算机操作系统实验三存储器管理引言存储器管理是计算机操作系统中非常重要的一部分。

它负责管理计算机中的存储器资源，以便有效地分配和管理内存。

在操作系统的设计和实现中，存储器管理的性能和效率对整个系统的稳定性和性能有着重要的影响。

本文档将介绍计算机操作系统实验三中的存储器管理的实验内容及相关的知识点。

我们将从内存分区管理、页式存储管理和段式存储管理三个方面进行讨论。

内存分区管理内存分区管理是一种常见的存储器管理方法，旨在将物理内存分成若干个不同大小的区域，以便为不同的进程分配内存。

在实验三中，我们将学习和实现两种内存分区管理算法：首次适应算法和最佳适应算法。

首次适应算法是一种简单直观的算法，它从内存的起始位置开始查找第一个满足要求的空闲分区。

而最佳适应算法则是通过遍历整个内存空间，选择最合适的空闲分区来满足进程的内存需求。

通过实验，我们将学习如何实现这两种算法，并通过比较它们的性能和效果来深入理解内存分区管理的原理和实现。

页式存储管理页式存储管理是一种将物理内存分成固定大小的页框（page frame）和逻辑地址分成固定大小的页面（page）的管理方法。

在操作系统中，虚拟内存通过将进程的地址空间划分成大小相等的页面，并与物理内存中的页框相对应，实现了大容量的存储管理和地址空间共享。

在实验三中，我们将学习和实现页式存储管理的基本原理和算法。

我们将了解页表的结构和作用，以及如何通过页表将逻辑地址转换为物理地址。

此外，我们还将学习页面置换算法，用于处理内存不足时的页面置换问题。

段式存储管理段式存储管理是一种将逻辑地址分成不同大小的段并与物理内存中的段相对应的管理方法。

在操作系统的设计中，段式存储管理可以提供更灵活的地址空间管理和内存分配。

实验三将介绍段式存储管理的基本原理和实现方法。

我们将学习段表的结构和作用，以及如何通过段表将逻辑地址转换为物理地址。

同时，我们还将探讨段的分配和释放过程，并学习如何处理外部碎片的问题。

分页和分段有什么区别（内存管理）？
分页和分段有什么区别（内存管理）？
段式存储管理是⼀种符合⽤户视⾓的内存分配管理⽅案。

在段式存储管理中，将程序的地址空间划分为若⼲段（segment），如代码段，数据段，堆栈段；这样每个进程有⼀个⼆维地址空间，相互独⽴，互不⼲扰。

段式管理的优点是：没有内碎⽚（因为段⼤⼩可变，改变段⼤⼩来消除内碎⽚）。

但段换⼊换出时，会产⽣外碎⽚（⽐如4k的段换5k的段，会产⽣1k的外碎⽚）
页式存储管理⽅案是⼀种⽤户视⾓内存与物理内存相分离的内存分配管理⽅案。

在页式存储管理中，将程序的逻辑地址划分为固定⼤⼩的页（page），⽽物理内存划分为同样⼤⼩的帧，程序加载时，可以将任意⼀页放⼊内存中任意⼀个帧，这些帧不必连续，从⽽实现了离散分离。

页式存储管理的优点是：没有外碎⽚（因为页的⼤⼩固定），但会产⽣内碎⽚（⼀个页可能填充不满）。

两者的不同点：
⽬的不同：分页是由于系统管理的需要⽽不是⽤户的需要，它是信息的物理单位；分段的⽬的是为了能更好地满⾜⽤户的需要，它是信息的逻辑单位，它含有⼀组其意义相对完整的信息；
⼤⼩不同：页的⼤⼩固定且由系统决定，⽽段的长度却不固定，由其所完成的功能决定；
地址空间不同：段向⽤户提供⼆维地址空间；页向⽤户提供的是⼀维地址空间；
信息共享：段是信息的逻辑单位，便于存储保护和信息的共享，页的保护和共享受到限制；
内存碎⽚：页式存储管理的优点是没有外碎⽚（因为页的⼤⼩固定），但会产⽣内碎⽚（⼀个页可能填充不满）；⽽段式管理的优点是没有内碎⽚（因为段⼤⼩可变，改变段⼤⼩来消除内碎⽚）。

但段换⼊换出时，会产⽣外碎⽚（⽐如4k的段换5k的段，会产⽣1k的外碎⽚）。

计算机操作系统习题5参考答案习题5参考答案Ⅰ问答题1. 存储管理的主要功能是什么？答：（1）主存空间的分配与回收。

系统按照一定的算法把某一空闲的存储空间分配给作业或进程；用户不需要时，及时回收，以供其它用户程序使用。

（2）地址转换（地址重定位）。

把作业地址空间中使用的逻辑地址转换成内存空间中的物理地址。

（3）主存空间的共享和保护。

可用的主存空间可由两个或多个进程共享。

同时要保护系统程序区不被用户有意或无意的侵犯，不允许用户程序读写不属于自己地址空间的数据，避免各道程序间相互干扰。

特别是当一道程序发生错误时，不至于影响其它程序的运行。

（4）主存空间的扩充。

使用虚拟存储或自动覆盖技术提供比实际内存更大的空间。

2. 指出逻辑地址与物理地址的不同点。

答：用户的源程序一旦编译之后，每个目标模块都以0为基地址进行编址，这种地址称为逻辑地址或相对地址。

为了便于CPU访问，内存中的每个物理存储单元都有一个编号，这个编号称为内存地址，即物理地址（也称绝对地址）。

3. 何谓地址转换（重定位）？有哪些方法可以实现地址转换？答：当作业运行时，不能用逻辑地址在内存中读取信息，必须把作业地址空间中使用的逻辑地址转换成内存空间中的物理地址，这种转换称为地址转换。

实现地址转换的方法有：静态地址转换和动态地址转换。

4. 简述什么是覆盖？什么是交换？覆盖和交换的区别是什么？答：覆盖技术主要是指同一主存区可以被不同的程序段重复使用。

交换，就是系统根据需要把主存中暂时不运行的某个（或某些）作业部分或全部移到外存，而把外存中的某个（或某些）作业移到相应的主存区，并使其投入运行。

交换是由操作系统完成，用户并不知道。

操作系统按一定的策略采用“强占”和“礼让”的方法，把内存部分内容暂时放到硬盘交换区中。

覆盖是由用户控制，操作系统提供覆盖机制，用户给出该程序的覆盖结构。

覆盖机构将整个作业分为常驻和覆盖两部分。

子程序不会同时调入内存。

用户只要将最大的子程序作为覆盖区告诉系统即可。