- 基本分页存储管理方式
离散分配内存：
作业规定大小划分成小份；内存也按同样大小划分成小份
作业的任一小份可分散放入内存任意未使用的小份
分页方式下，内存的使用率高，浪费少。但不是绝对没有碎片（进程的最后一页不总是能占满一个物理块）
1） 页面的概念
②页面大小要适中。
太大，（最后一页）内碎片增大，类似连续分配的问题。
太小的话，页面碎片总空间虽然小，提高了利用率，但每个进程的页面数量较多，页表过长，反而又增加了空间使用。
2） 页表的概念
为了找到被离散分配到内存中的作业，记录每个作业各页映射到哪个物理块，形成的页面映射表，简称页表。
每个作业有自己的页表
页表的作用：
页号到物理块号的地址映射
要找到作业A
à关键是找到页表（PCB）
à根据页表找物理块
若内存和作业均按1K大小划分块或页，一个4K大的作业可如下图般分配：
3） 地址的处理
连续方式下，每条指令用基地址+偏移量即可找到其物理存放的地址。
地址映射（地址计算）的过程
若要执行某作业的一条指令，其相对地址是24B （设10B一页，页表如右表），其物理地址到底是多少呢？
4. 分析其所在的页和偏移得：2号页（页号从0开始） ，偏移4B处是该条指令
5. 查页表找页面对应的块（2号页保存在6号物理块）
6. 找物理块6，向下偏移4B，找到要执行的指令。取出执行即可。
7. 计算上就是求商（页号）及取余（偏移量）的过程
8.
9.
10. 规律
作业相对地址在分页下不同位置的数有一定的意义结构：
页号+页内地址（即页内偏移）
关键的计算是：根据系统页面大小找到不同意义二进制位的分界线。
从地址中分析出页号后，地址映射只需要把页号改为对应物理块号，偏移不变，即可找到内存中实际位置。
注意：一作业所有指令在用户地址空间是顺序编址
任意取一用户程序指令，如第1011个指令，如何知道放在内存的哪里？
重要参数：系统页面大小=8B
à 页内的所有指令编址用了3位
à 111增一后进位，下一条第9条指令已经到了下一页1000
à1011中的1代表是1号页，而011代表是该页中偏移3B后的第4条，
根据页表，1号页存在7#物理块上。
7#物理块又在哪？
à物理块的编址也是8B大小决定的，地址结构类似
à7#块的第一条指令地址是111000。第7块中向下偏移3就是要找的指令。其地址就是111011。
4） 地址变换机构
前面讲解了地址变换的原理，那么谁具体实现地址映射？——地址变换机构。
围绕页表进行工作，那么页表数据放在哪？
寄存器。一个进程有n个页，页表就需要记录n项数据，需要n个寄存器。不现实。
内存。只设置一个页表寄存器PTR（page table register）记录页表在内存中的首地址和页表长度，运行时快速定位页表。
※ 访问内存的有效时间 ※
进程发出逻辑地址的访问请求，经过地址变换，到内存中找到对应的实际物理地址单元并取出数据，所需花费的总时间，称为内存的有效访问时间EAT（effective access time）
设访问一次内存时间为t，则基本分页机制下EAT=2t，why？
CPU操作一条指令需访问内存两次：
访问内存中的页表（以计算指令所在的实际物理地址）
访问指令内存地址
5） 引入快表——针对访问速度问题
问题：基本分页机制下，一次指令需两次内存访问，处理机速度降低1/2，分页空间效率的提高以如此的速度为代价，得不偿失。
改进：减少第1步访问内存的时间。增设一个具有“并行查询”能力的高速缓冲寄存器，称为“快表”，也称“联想寄存器”（Associative memory），IBM系统称为TLB（Translation Look aside Buffer）。
快表放什么？：
正在执行进程的页表的数据项。
引入快表后的内存访问时间如何？
快表的寄存器单元数量是有限的，不能装下一个进程的所有页表项。虽不能完全避免两次访问内存，但如果命中率a高还是能大幅度提高速度。
设一次查找访问快表时间为t’ ，则
EAT= at’ + (1-a)(t’+t) + t
= 2t +t’ -ta
6） 两级、多级页表，反置页表
——针对大页表占用内存问题
页表大小的讨论
进程分页离散存放，但页表的数据是连续在存放内存的。而页表可能很大：
现代操作系统支持非常大的逻辑地址空间的进程。如32位系统，可编址的最大代码数为232，若页面大小为4KB（4*210），则支持的最大进程页表项数可达码232/212=220，有1M个，每个页表项占1B（字节），则页表大小就有1MB。
① 两级页表
将页表分页，并离散地将页表的各个页面分别存放在不同的物理块中
为离散分配的页表再建立一张页表，称为“外层页表”，其每个表项记录了页表页面所在的物理块号。
②多级页表
③反置页表
每个进程一张页表
↓
一张OS 反置页表 + 每进程一张外部页表
反置页表（Inverted Page Tale）：站在物理块的角度，记录占用它的已调入内存的进程标识和页号。系统中只需一张该表即可。一个64MB内存，若页面大小4KB（64M/4K=2^16=16K个物理块），反置页表占用64KB（16K*4B）
进程外部页表（External Page Table）：每个进程一张，记录进程不在内存中的那些页面所在的外存物理位置。
如何提高检索反置页表速度：内存容量大时，反置页表的页表项还是会很大，利用进程标识符和页号去检索一张大的线性表很费时，可利用hash算法提高检索速度。
4.基本分段存储管理方式
从提高内存利用率角度；
固定分区 à 动态分区à 分页
从满足并方便用户（程序员）和使用上的要求角度：
分段存储管理：作业分成若干段，各段可离散放入内存，段内仍连续存放。
方便编程：如汇编中通过段：偏移确定数据位置
信息共享：同地位的数据放在一块方便进行共享设置
信息保护
动态增长：动态增长的数据段事先固定内存不方便
动态链接：往往也是以逻辑的段为单位更方便
1） 分段系统的基本原理
程序通过分段(segmentation)划分为多个模块，每个段定义一组逻辑信息。如代码段（主程序段main，子程序段X）、数据段D、栈段S等。
谁决定一个程序分几段，每段多大？
编译程序（基于源代码）
段的特点
每段有自己的名字（一般用段号做名），都从0编址，可分别编写和编译。装入内存时，每段赋予各段一个段号。
每段占据一块连续的内存。（即有离散的分段，又有连续的内存使用）
各段大小不等。