• 分段、分页
  • 引言
    • 什么是碎片？
    • 段式模型的前身：基址加界限寄存器(动态重定位)
  • 分段式管理
    • 分段思想
    • 分段地址转换
    • 段的另一个优点：很好的支持共享
    • 虚拟地址翻译太慢？
    • 段的缺点：过多的外部碎片
  • 分页式管理
    • 分页思想
    • 分页地址转换
    • 分页的缺点：页表过大怎么办？
      • 多级页表
      • 段页式存储
  • 总结：

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分段、分页

引言

什么是碎片？

碎片分为内部碎片与外部碎片，都是指浪费而不能使用的空间。

内部碎片是指**已分配但未被使用的地址空间。**例如在64位空间内，你只适用7字节但由于内存对齐不得不为你分配8字节空间，这就产生了1字节内部碎片。

外部碎片是指**未分配且未使用的地址空间。**例如，你申请4字节的Int类型，再申请8字节的long类型，为了内存对齐，其中4字节无法装入8字节类型，这就产生了4字节的外部碎片，如下图所示。

内部碎片是已被分配的空间，是操作系统不可利用的空间；外部碎片是未被分配的，是可分配的，但该空间过小(碎片的含义)无法装入资源，导致不可利用，但外部碎片是可解决的，可以将多个外部碎片紧凑成一个大的空闲空间，但这需要大量成本。

段式模型的前身：基址加界限寄存器(动态重定位)

要想理解分段与分页，必须先谈谈早期的虚拟内存模型。

在经历了纯物理地址后，科学家们期望解决这种内存模型难以统一的问题，于是虚拟内存技术孕育而生，但困扰科学家们的是，如何将虚拟地址转换成物理地址。

早期的科学家们很容易的想到将整个程序作为一个整体，并为每个进程分配一个基址寄存器和界限寄存器，基址寄存器存放该虚拟地址在实际物理地址的起点，而界限寄存器则用以判定程序是否访问非法地址。

通过这种方式，实际的地址很好计算: