一、请求分段存储管理方式

1. 基本原理

• 建立在基本分段机制之上

  • 程序的逻辑地址空间被划分为若干个大小不同的段
  • 每个逻辑段装载到一段连续的物理内存区域
  • 段表记录逻辑段和物理段的对应情况

• 引入请求调段和分段置换机制

  • 部分逻辑段载入内存
  • 对换机制
  • 以段作为换入或换出的基本单位

2. 硬件支持

段表机制

• 访问字段A：用于记录本段在一段时间内被访问的次数，或记录本段最近已有多长时间未被访问

• 修改位M：表示该段在调入内存后是否被修改过

• 状态位P：用于指示本段是否已调入内存

• 增补位：请求分段存储管理方式的特有字段，用于表示本段在运行过程中是否做过动态增长

• 外存地址：用于指出本段在外存上的地址

缺段中断机制

每当所要访问的段不在内存时，便产生缺段中断，请求OS将所缺之段调入内存。

与缺页中断类似——在指令执行期间产生和处理中断信号；以及一条指令在执行期间，可能产生多次缺段中断。但由于段是信息的逻辑单位，故不会出现一条指令被分割在两个分段中的情况。

请求分段系统中的中断处理过程：

地址转换机制

• 基本分段地址转换部分

• 缺段中断处理部分

• 段换出部分

请求分段系统的地址变换过程：

3. 动态链接和链接中断处理

• 采用请求分段存储管理方式可以实现程序的动态链接

• 在程序开始运行时，只将主程序段装配好并调入内存，其它各段的装配是在主程序段的运行过程中逐步完成

• 每当需要调用一个新段时，再将这个新段装配好，并与主程序段链接。(页式存储管理方式难以实现动态链接，其逻辑地址是一维的)

二、段页式虚拟存储技术

1. 基本原理

• 建立在段页式存储技术之上

  • 程序的逻辑空间划分为若干大小不同的段
  • 每个段划分为若干固定大小的页面
  • 物理内存划分为若干固定大小的页框
  • 页面可以载入任意页框——页表记录载入情况

• 引入请求调页和页面置换机制

  • 部分页面载入内存
  • 对换机制
  • 以页面作为换入或换出的基本单位

• 地址变换

  • 先查段表，再查该段的页表
  • 缺段中断和缺页中断

三、共享与保护

1. 共享段表

整个系统一张

• 段本身信息

• 引用者信息

2. 共享段的分配

• 第一次访问

  • 分配内存
  • 增加共享段表
  • 修改进程段表

• 后续访问

  • 修改共享段表
  • 修改进程段表

3. 共享段的回收

• count=0

• count≠0

4. 分段保护

• 越界检查

  • 段号越界检查
  • 段内页号越界检查

• 存取控制检查

  • R、W、X

• 环保护机构

  • 内环可访问外环数据
  • 外环可请求内环服务

5. 信息共享示例

例如，有一个多用户系统，可同时接纳40个用户，他们都执行一个文本编辑程序(Text Editor)。如果文本编辑程序有160KB的代码和另外40KB的数据区，则总共需有8000KB的内存空间来支持40个用户。如果160KB的代码是可重入的(Reentrant)，则无论是在分页系统还是在分段系统中，该代码都能被共享，在内存中只需保留一份文本编辑程序的副本，此时所需的内存空间仅为1760KB(40×40+160)，而不是8000KB。

假定每个页面的大小为4KB，那么，160KB的代码将占用40个页面，数据区占10个页面。为实现代码的共享，应在每个进程的页表中都建立40个页表项，它们的物理块号都是21#～60#。在每个进程的页表中，还须为自己的数据区建立页表项，它们的物理块号分别是61#～70#、71#～80#、81#～90# 等等。

在分段系统中，实现共享则容易得多，只需在每个进程的段表中为文本编辑程序设置一个段表项。