操作系统原理系统原理(系统原理的概念)

段式存储管理的思想

段式存储管理与页式存储管理相似。分段的基本思想是把用户作业按逻辑意义上有完整意义的段来划分,并以段为单位作为内外存交换的空间尺度。

一个作业是由若干个具有逻辑意义的段(如主程序、子程序、数据段等)组成。分段系统中,容许程序(作业)占据内存中许多分离的分区。每个分区存储一个程序分段。这样,每个作业需要几对界限地址寄存器,判定访问地址是否越界也就更困难了。在分段存储系统中常常利用存储保护键实现存储保护。分段系统中虚地址是一个有序对(段号,位移)。系统为每个作业建立一个段表,其内容包括段号、段长、内存起始地址和状态等。状态指出这个段是否已调入内存,即内存起始地址指出这个段,状态指出这个段的访问权限。

段式存储的地址转换

分段系统的动态地址转换是这样进行的:进程执行时,其段表的首地址已在基本地址寄存器中,执行的指令访问虚存(s,d)(取指令或取操作数)时,首先根据段号 s 查段表,若段已经调入内存,则得到该段的内存起始地址,然后与段内相对地址(段内偏移量 d)相加,得到实地址。如果该段尚未调入内存,则产生缺段中断,以装入所需要的段。段式存储与页式存储的地址转换方式类似。

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段式存储管理是如何执行的

当作业可以投入执行时,做如下操作:

(1)首先把当前需要的一段或几段装入内存。

(2)作业执行时,如果要访问的段已经在内存,则按照“段式存储管理”中的方式进行地址转换;如果要访问的段不在内存中,则产生一个“缺段中断”,由操作系统把当前需要的段装入内存。

因此,在段表中应增设段是否在内存的标志以及各段在磁盘上的位置,已在内存中的段仍要指出该段在内存中的起始地址和占用内存区长度。

作业执行要访问的段时,由硬件的地址转换机构查段表。若该段在内存中,则立即把逻辑地址转换成绝对地址;若该段不在内存中,则形成“缺段中断”,由操作系统处理这个中断。

处理的办法是,查内存分配表,找出一个足够大的连续区以容纳该分段,如果找不到足够大的连续区则检查空闲区的总和,若空闲区总和能满足该段要求,那么进行适当移动将分散的空闲区集中;若空闲区总和不能满足该段要求,可把内存中的一段或几段调出,然后把当前要访问的段装入内存中。段被移动、调出和装入后都要对段表中的相应表目做修改。新的段被装入后应让作业重新执行被中断的指令,这时就能找到要访问的段,也可以继续执行下去。

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