Question

内存中什么是页什么是段？

知道“段”的话有一个基址还有一个偏移量。 创建逻辑地址空间有三个方案，1使用固定页的大小，2使用可变长度的段，3两者都用。 那页和段是什么意思？

Answer 1

折叠页式调度
1、页式虚存地址映射页式虚拟存储系统中，虚地址空间被分成等长大小的页，称为逻辑页;主存空间也被分成同样大小的页，称为物理页。相应地，虚地址分为两个字段:高字段为逻辑页号，低字段为页内地址(偏移量);实存地址也分两个字段:高字段为物理页号，低字段为页内地址。通过页表可以把虚地址(逻辑地址)转换成物理地址。
在大多数系统中，每个进程对应一个页表。页表中对应每一个虚存页面有一个表项，表项的内容包含该虚存页面所在的主存页面的地址(物理页号)，以及指示该逻辑页是否已调入主存的有效位。地址变换时，用逻辑页号作为页表内的偏移地址索引页表(将虚页号看作页表数组下标)并找到相应物理页号，用物理页号作为实存地址的高字段，再与虚地址的页内偏移量拼接，就构成完整的物理地址。现代的中央处理机通常有专门的硬件支持地址变换。
2、转换后援缓冲器由于页表通常在主存中，因而即使逻辑页已经在主存中，也至少要访问两次物理存储器才能实现一次访存，这将使虚拟存储器的存取时间加倍。为了避免对主存访问次数的增多，可以对页表本身实行二级缓存，把页表中的最活跃的部分存放在高速存储器中，组成快表。这个专用于页表缓存的高速存储部件通常称为转换后援缓冲器(TLB)。保存在主存中的完整页表则称为慢表。
3、内页表是虚地址到主存物理地址的变换表，通常称为内页表。与内页表对应的还有外页表，用于虚地址与辅存地址之间的变换。当主存缺页时，调页操作首先要定位辅存，而外页表的结构与辅存的寻址机制密切相关。例如对磁盘而言，辅存地址包括磁盘机号、磁头号、磁道号和扇区号等。
折叠段式调度
段是按照程序的自然分界划分的长度可以动态改变的区域。通常，程序员把子程序、操作数和常数等不同类型的数据划分到不同的段中，并且每个程序可以有多个相同类型的段。在段式虚拟存储系统中，虚地址由段号和段内地址(偏移量)组成。虚地址到实主存地址的变换通过段表实现。每个程序设置一个段表，段表的每一个表项对应一个段。每个表项至少包含下面三个字段:
(1)有效位:指明该段是否已经调入实存。
(2)段起址:指明在该段已经调入实存的情况下，该段在实存中的首地址。
(3)段长:记录该段的实际长度。设置段长字段的目的是为了保证访问某段的地址空间时，段内地址不会超出该段长度导致地址越界而破坏其他段。段表本身也是一个段，可以存在辅存中，但一般驻留在主存中。
段式虚拟存储器有许多优点:
①段的逻辑独立性使其易于编译、管理、修改和保护，也便于多道程序共享。②段长可以根据需要动态改变，允许自由调度，以便有效利用主存空间。段式虚拟存储器也有一些缺点:
①因为段的长度不固定，主存空间分配比较麻烦。②容易在段间留下许多外碎片，造成存储空间利用率降低。
③由于段长不一定是2的整数次幂，因而不能简单地像分页方式那样用虚地址和实地址的最低若干二进制位作为段内偏移量，并与段号进行直接拼接，必须用加法操作通过段起址与段内偏移量的求和运算求得物理地址。因此，段式存储管理比页式存储管理方式需要更多的硬件支持。

Answer 2

1、页是信息的物理单位，分页是为实现离散分配方式，以消减内存的外零头，提高内存的利用率；或者说，分页仅仅是由于系统管理的需要，而不是用户的需要。段是信息的逻辑单位，它含有一组其意义相对完整的信息。分段的目的是为了能更好的满足用户的需要。
分页的作业地址空间是维一的，即单一的线性空间，程序员只须利用一个记忆符，即可表示一地址。
2、 分段的作业地址空间是二维的，程序员在标识一个地址时，既需给出段名，又需给出段内地址。细言之：段式 分段由用户设计划分，每段对应一个相应的的程序模块，有完整的逻辑意义。
页式 分页用户看不见，由操作系统为内存管理划分。
段式 段面是信息的逻辑单位；便于段的共享，执行时按需动态链接装入。
页式 页面是信息的物理单位；页一般不能共享

段式 段长不等，可动态增长，有利于新数据增长；二维地址空间：段名、段中地址；段号、段内单元号
页式 页面大小相同，位置不能动态增长； 一维地址空间

段式 管理形式上象页式，但概念不同
页式 往往需要多次缺页中断才能把所需信息完整地调入内存

实现页（段）的共享是指某些作业的逻辑页号（段号）对应同一物理页号（内存中该段的起始地址）。页（段）的保护往往需要对共享的页面（段）加上某种访问权限的限制，如不能修改等；或设置地址越界检查，对于页内地址（段内地址）大于页长（段长）的存取，产生保护中断。
、页的大小固定且由系统确定，把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，是由机器硬件实现的，因而一个系统只能有一种大小的页面。段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序，通常由编辑程序在对源程序进行编辑时，根据信息的性质来划分。段式
页式

分段由用户设计划分，每段对应一个相应的的程序模块，有完整的逻辑意义。
分页用户看不见，由操作系统为内存管理划分。

段面是信息的逻辑单位
页面是信息的物理单位

便于段的共享，执行时按需动态链接装入。
页一般不能共享

段长不等，可动态增长，有利于新数据增长。
页面大小相同，位置不能动态增长。

二维地址空间：段名、段中地址；段号、段内单元号
一维地址空间

管理形式上象页式，但概念不同
往往需要多次缺页中断才能把所需信息完整地调入内存

实现页（段）的共享是指某些作业的逻辑页号（段号）对应同一物理页号（内存中该段的起始地址）。页（段）的保护往往需要对共享的页面（段）加上某种访问权限的限制，如不能修改等；或设置地址越界检查，对于页内地址（段内地址）大于页长（段长）的存取，产生保护中断。在段式存储管理下，每个用户程序被由若干段组成，每段对应于一个过程、一个程序模块或一个数据集合，段间的地址是不连续的，但每一段内的地址是连续的。并一个用户程序的所有逻辑段从0开始编号，称为段号，每一段内的所有单元从0开始编址，称为段内地址。用户程序地址空间的每一个单元就必须用二维地址表示，即逻辑地址由段号和段内地址两部分组成：以便一个过程，一个模块或一个数据集合完成后能准确的找到下一个过程，下一个模块或下一个数据集合。

好处：
可以实现程序段在逻辑上连续而物理上不连续，方便便一个过程，一个模块或一个数据集合完成后能准确的找到下一个过程，下一个模块或下一个数据集合。总的来说段式存储管理的优点是：没有内碎片，外碎片可以通过内存紧缩来消除；便于实现内存共享。缺点与页式存储管理的缺点相同，进程必须全部装入内存。