7.5 段式系统

7.5.1 段式系统

分段式存储管理技术的引入主要是为了满足用户（程序员）在编程和使用上多方面的要求，已成为所有存储管理方式的基础。
1、段：程序中自然划分的一组逻辑意义完整的信息集合，由用户在编程时决定。例如：code,data,stack;
2、分段式存储管理的基本原理
将程序按内容或过程（函数）关系分成段，每个分段有自己的段名，是一个连续的地址区；在内存中，每一个分段占一个分区，所有的分段不必连续存放，也不必一次性的同时装入内存。
3、段式地址空间
段式虚拟地址是二维的，包括（段号，段内地址）
例如：MOV  1，[B]|<C>
将段名为B，段内地址为C的单元中的内容送往1号寄存器中；
OS为每个段指定一个唯一的段号，段号与段号之间无顺序关系。段的长度不固定，可动态增长；
例如：指令   MOV  1,[B]|<C>   经过编译程序编译后可能成为：
MOV   1,  3|120

7.5.2 段式地址变换

1、段表：
地址变换由段表(smt)来实现。段表由若干个表目组成。每一个表目描述一个分段的信息，其逻辑应包括：段号、段长、段首址。地址变换的简化形式如图7.35所示。
2、段表始址寄存器：用于记录段表存放在内存中的首地址；通过段表始址寄存器就能在内存中找到段表；

  　　　　　　 图7.35  段式地址变换

段式地址变换的步骤如下：
①取出程序地址(s,w)
②用s检索段表。
③如w<0或w≥1则主存越界。
④(b+w)即为所需主存地址。

7.5.3 扩充段表功能

段式系统和请求分而系统一样也可方便地扩充主存，即先装入部分分段，再根据需要装入其他各段。为此，段表的表目中封需增加以下几项：中断位i、引用位、改变位。扩充功能的段表结构如图7.36所示。

R——可以读此块内的信息；
W——可以往此块内写入信息；
E——可以执行此块中的程序；
A——可以在此块末尾续加信息。
图7.36  扩充功能的段表结构
在段式系统中，极易实现分段的共享。例如，若两个作业共享一子程序分段，则只要在作业段表的相应表目的段首址一项中填入相同主存地址（即该子程序分段的主存始址）即可。
小结：段式的优缺点
优点：1、实现了内、外存统一管理的虚拟存储；
2、段长可以动态增长；
3、便于信息的共享；
缺点：1、更多的硬件开销；
2、出现碎片；
3、段长受内存可用区大小限制；
4、段的置换过程中出现抖动现象。
段式、页式的比较
1、段按程序逻辑结构划分，页按内、外存物理结构划分；
2、段的程序地址是二维的，页的程序地址是一维的；
3、段面向用户，页面向系统；
4、段长由用户决定，可能不相等；页长由系统决定，一定相等。