段式存儲管理的思想

段式存儲管理與頁式存儲管理相似。分段的基本思想是把用戶作業(yè)按邏輯意義上有完整意義的段來劃分，并以段為單位作為內(nèi)外存交換的空間尺度。

一個作業(yè)是由若干個具有邏輯意義的段（如主程序、子程序、數(shù)據(jù)段等）組成。分段系統(tǒng)中，容許程序（作業(yè)）占據(jù)內(nèi)存中許多分離的分區(qū)。每個分區(qū)存儲一個程序分段。這樣，每個作業(yè)需要幾對界限地址寄存器，判定訪問地址是否越界也就更困難了。在分段存儲系統(tǒng)中常常利用存儲保護鍵實現(xiàn)存儲保護。分段系統(tǒng)中虛地址是一個有序?qū)Γǘ翁?，位移）。系統(tǒng)為每個作業(yè)建立一個段表，其內(nèi)容包括段號、段長、內(nèi)存起始地址和狀態(tài)等。狀態(tài)指出這個段是否已調(diào)入內(nèi)存，即內(nèi)存起始地址指出這個段，狀態(tài)指出這個段的訪問權(quán)限。

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段式存儲的地址轉(zhuǎn)換

分段系統(tǒng)的動態(tài)地址轉(zhuǎn)換是這樣進行的：進程執(zhí)行時，其段表的首地址已在基本地址寄存器中，執(zhí)行的指令訪問虛存（s，d）（取指令或取操作數(shù)）時，首先根據(jù)段號 s 查段表，若段已經(jīng)調(diào)入內(nèi)存，則得到該段的內(nèi)存起始地址，然后與段內(nèi)相對地址（段內(nèi)偏移量 d）相加，得到實地址。如果該段尚未調(diào)入內(nèi)存，則產(chǎn)生缺段中斷，以裝入所需要的段。段式存儲與頁式存儲的地址轉(zhuǎn)換方式類似。

段式存儲管理是如何執(zhí)行的

當(dāng)作業(yè)可以投入執(zhí)行時，做如下操作：

（1）首先把當(dāng)前需要的一段或幾段裝入內(nèi)存。

（2）作業(yè)執(zhí)行時，如果要訪問的段已經(jīng)在內(nèi)存，則按照“段式存儲管理”中的方式進行地址轉(zhuǎn)換；如果要訪問的段不在內(nèi)存中，則產(chǎn)生一個“缺段中斷”，由操作系統(tǒng)把當(dāng)前需要的段裝入內(nèi)存。

因此，在段表中應(yīng)增設(shè)段是否在內(nèi)存的標(biāo)志以及各段在磁盤上的位置，已在內(nèi)存中的段仍要指出該段在內(nèi)存中的起始地址和占用內(nèi)存區(qū)長度。

作業(yè)執(zhí)行要訪問的段時，由硬件的地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)查段表。若該段在內(nèi)存中，則立即把邏輯地址轉(zhuǎn)換成絕對地址；若該段不在內(nèi)存中，則形成“缺段中斷”，由操作系統(tǒng)處理這個中斷。

處理的辦法是，查內(nèi)存分配表，找出一個足夠大的連續(xù)區(qū)以容納該分段，如果找不到足夠大的連續(xù)區(qū)則檢查空閑區(qū)的總和，若空閑區(qū)總和能滿足該段要求，那么進行適當(dāng)移動將分散的空閑區(qū)集中；若空閑區(qū)總和不能滿足該段要求，可把內(nèi)存中的一段或幾段調(diào)出，然后把當(dāng)前要訪問的段裝入內(nèi)存中。段被移動、調(diào)出和裝入后都要對段表中的相應(yīng)表目做修改。新的段被裝入后應(yīng)讓作業(yè)重新執(zhí)行被中斷的指令，這時就能找到要訪問的段，也可以繼續(xù)執(zhí)行下去。

原文作者：夢里藍天