操作系统原理-段页式结合系统

分页存储管理能够有效地提高内存利用率，而分段存储管理能够很好地满足用户需要。把这两种管理技术有机地结合起来，“各取所长”，就形成新的存储管理系统——段页式存储管理系统。

段页式存储管理的基本原理如下。

①等分内存。把整个内存分成大小相等的内存块，内存块从0开始依次编号。

②进程的地址空间采用分段方式。把进程的程序和数据等分为若干段，每段有一个段名。

③段内分页。把每段划分成若干页，页面的大小与内存块相同。每段内的各个页面都分别从0开始依次编号。

④逻辑地址结构。一个逻辑地址表示由三部分组成：段号（s）、段内页号（p）和页内地址d，记作v=（s，p，d），如图6-21所示。

图6-21　段页式存储逻辑地址结构

⑤内存分配。内存的分配单位是内存块。

⑥段表、页表和段表地址寄存器。为了实现从逻辑地址到物理地址的转换，系统要为每个进程建立一个段表，还要为该进程段表中的每段建立一个页表。这样，进程段表的内容不再是段长和该段在内存的起始地址，而是页表长度和页表地址。为了指出运行进程的段表地址，系统有一个段表地址寄存器，它指出进程的段表长度和段表起始地址。(www.xing528.com)

在段页式存储管理系统中，面向用户的地址空间是段式划分，而面向物理实现的地址空间是页式划分。也就是说，用户程序逻辑上划分为若干段，每段又分成若干页面。内存划分成对应大小的块。进程映像对换是以页为单位进行的，使得逻辑上连续的段存放在分散的内存块中。

图6-22是段页式系统的地址转换机构。段页式系统的地址转换过程如下：

图6-22　段页式系统的地址转换机构

①地址转换硬件将段表地址寄存器的内容B与逻辑地址（即有效地址）中的段号s相加，得到访问该进程段表的入口地址（第s段）。

②将段s表项中的页表长度与逻辑地址中的页号p进行比较。如果页号p小于页表长度，则表示未越界，向下正常进行；否则，发中断。

③将该段的页表基址与页号p相加，得到访问段s的页表中第p页的入口地址。

④从该页表的对应页表项中读出该页所在的物理块，再用块和页内地址d拼接成访内地址。

⑤如果对应的页未在内存中，则发缺页中断，系统进行缺页中断处理。如果该段的页表未在内存中建立起来，则发缺段中断，然后由系统在内存中为该段建立页表。