存储系统
本文介绍的是 主存（内存） 与 辅存（硬盘） 的存储管理，具体是：将硬盘中的程序读取到内存中
分类
分为三种：
- 页式存储
- 段式存储（解决页式存储的缺点）
- 段页式存储（解决上面两种的缺点）
页式存储【重点考察】
页式存储：将 程序 与 内存 均划分为 同样大小的块，以页为单位将程序调入内存。
页：将用户程序分成 n 块，称之为页
内存：将内存也分成 n 块。物理块号又称之为 页帧号
页表：将应用程序的 页 与内存的 块 映射
逻辑地址：指用户程序的 页
物理地址：指内存
优点
- 利用率高 （当程序较大时，内存中没有足够的连续的空间，将程序读取到内存，采用这种方式，即使内存是不连续的空间，也能读取程序）
- 碎片小
- 分配及管理简单
缺点
- 增加了系统开销（需要维护页表）
- 可能产生抖动现象（见下面）
所以提出 段式存储
考点
逻辑地址 与 物理地址 之间的转换关系
转换公式：
逻辑地址 = 页 号 + 页内地址
↓
物理地址 = 页帧号 + 页内地址
解释：页式存储是将 程序 与 内存 均划分为 同样大小的块，所以只需要将 页号 和 页帧号 转换即可，页内地址 不需要转换
题
根据上图，解答下面题：
页式存储系统中，每个页的大小为 4KB。
逻辑地址 (二进制)：10 1100 1101 1110
对应的物理地址（二进制）是多少？
解答
有解答技巧：换算成相同的进制，就能知道哪个是页号，哪个页内地址
4KB 换算成 2^12B，二进制：1 0000 0000 0000
逻辑地址 (二进制)：10 1100 1101 1110
二者对应关系如下：
1 0000 0000 0000
10 1100 1101 1110 // 右侧12位是页内地址，左侧的2位是页号
10 转成十进制是 2
根据上图页表映射关系，页号2 映射 页帧号6
6 换算成二进制是110
根据转换公式，只需要将 页号 转 页帧号，页内地址不变，即：
110 1100 1101 1110
抖动
抖动：因为内存有限，没有足够多的物理块，会导致现加载某一页到内存中，替换掉之前的数据
淘汰原则
如上图：由于内存有限，页号 3 和 4 的数据没有加载到内存中
当需要页号 3、4 的数据时，需要将这两块数据 替换 页帧号 2、3、5、6 的物理块
注意： 有 - 的物理块表示不可用，所以 不可以替换 - 物理块
根据 访问位、修改位 决定替换哪个页帧号的数据：
先看访问位，最近访问过的，可能还会被访问过，所有优先 替换 未被访问 的
如果有多个 未被访问，就看 修改位，优先 替换 未被修改
段式存储
段式存储：将用户程序根据 逻辑整体 分成一个个段，然后调入内存，段的长度可以不一样。
段表：段号、段长与 基址 的映射关系
基址：记录内存中 开始地址。
结束地址：段表中记录 段长，所以 结束地址 = 开始地址 + 段长
优点
程序逻辑完整，多道程序共享内存，各段程序修改互不影响
减少抖动
缺点
内存利用率低，内存碎片浪费大
考点
逻辑地址是否合法
逻辑段地址的表示方法： (段号，偏移量）
合法段地址： (0,25K)，因为 0 段的段长是 30K，25K 在此范围内
非法段地址： (0，35K)，因为 0 段的段长是 30K，35K 超出范围
段页式存储
段页式存储：段式与页式的综合体。先分段，再分页。
1个程序有若干个段，每个段中可以有若干页，每个 段的大小不同，每个 页的大小相同，所以 每段内 页的数量可以不同
优点
空间浪费小、存储共享容易、存储保护容易、能动态连接
缺点
复杂性和开销也随之增加，需要的硬件以及占用的内容也有所增加，使得执行速度大大下降
考点
了解地址结构
题
某计算机系统页面大小为 4K ，进程的页面变换表如下所示。若进程的逻辑地址为 2D16H。该地址经过变换后，其物理地址应为（）。
A、2048H
B、4096H
C、4D16H
D、6D16H
分析
这类题都有技巧，不需要按步骤计算，也根本算不过来
分析此题是 页式存储的 逻辑地址 与 物理地址 的转换
解答
页面大小为 4KB，换算成 2^12B，二进制：1 0000 0000 0000
逻辑地址为 2D16H，是16进制，根据 二进制转八进制、二进制转十六进制 - 分组法 可知：
4位2进制数为一组，转 1位16进制数，所以对应关系如下：
1 0000 0000 0000
2 D 1 6 // 右侧3位是页内地址，左侧1位是页号
2 是16进制，转成10进制也是 2
根据上图映射关系，页号 2 映射 4 号物理块
根据转换公式，只需要将 页号 转 页帧号，页内地址不变，即：
4D16H
答案
C
题
进程P有5个页面，页号为 0-4，页面变换表及状态位、访问位和修改位的含义如下图所示，若系统给进程P分配了 3 个存储块，当访问的页面 3 不在内存时，应该淘汰表中页号为（）的页面。
A、0
B、1
C、2
D、4
分析
通过 状态位 可知：页号
1、3没有加载到内存，所以不可能是这两个页号再看 访问位，发现页号
0、2、4都访问过，无法确定淘汰哪一个最后看 修改位，发现页号
0未修改过，那么就淘汰 页号0
答案
A
题
设某进程的段表如下所示，逻辑地址（）可以转换为对应的物理地址。
A、(0，1597)、（(1，30）和(3，1390)
B、(0，128)、(1，30）和(3，1390)
C、(0，1597)、(2，98）和(3，1390)
D、(0，128)(2，98）和(4，1066)
分析
通过 段表 可知，是 段式存储 的题
解答
通过上图段号与段长，可知：
0号段 的数据长度是 600，所以凡是0号段逻辑地址 600 的都不对，那么 A、C 不对
4号段 的数据长度是 960，所以 D 不对，因为 4号段的逻辑地址是 1066 超过 960
答案
B
题
假设段页式存储管理系统中的地址结构如下图所示，则系统（）
A、最多可有256个段，每个段的大小均为2048个页，页的大小为8K
B、最多可有256个段，每个段最大允许有2048个页，页的大小为8K
C、最多可有512个段，每个段的大小均为1024个页，页的大小为4K
D、最多可有512个段，每个段最大允许有1024个页，页的大小为4K
解答
0-12 有 13 位，所以 2^13 = 8k13-23 有 11 位，所以 2^11 = 2048，注意：每个段的页数可以不同，页大小时相同的24-31 有 8 位，所以 2^8 = 256
答案
B