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为什么要分段?为什么要分页?

首先分页和分段都是为了更好的管理内存,是内存的管理方式。
想象一下,假如没有分段和分页机制的情况是什么样的? 这种情况下相当于直接操作内存,那么程序员在写代码的时候要自己考虑并写死用哪些物理地址!而且程序的运行一定需要连续的地址来一次装入程序!
上面的情况将引来三个问题:
程序之间很容易相互影响,因为是直接操作内存的物理地址,那么程序B可能会出现修改覆盖程序A地址的情况!这种问题可以称为:没有有效隔离进程的地址空间!程序的地址难以把握,因为物理地址是写死的,假如程序写死操作的内存地址范围是0x000000100x00000020,但是装入程序的时候放在了0x000000300x00000040上,那么程序操作的压根不是程序占有的内存地址!换入换出的时候,因为地址必须连续,导致无法利用离散的小内存块!这种问题是内存利用率低!
而分段的引入解决了前两个问题。有了分段机制,会对不同段间实现隔离!跨越段间的访问将会进行权限检查,这实现了隔离保护。并且分段后的地址是虚拟地址,到物理地址的转换是:段基地址+段内偏移地址(未开启分页情况),那么程序员可以不用再费劲的考虑使用那些物理地址,地址都可以从头开始.
而分页的引入解决了第三个问题。分页机制和分段机制是非常类似的,他们都实现了隔离保护,分页是不同进程使用不同的页映射关系(页表),因此不同进程间互不影响。而且分页也不需要考虑如何操作物理地址了,分页后的地址称为线性地址,其关系是通过页表实现虚拟地址到物理地址的一一对应,这个对应是由MMU硬件实现的,不用程序员操心!而且分页和分段对于虚拟地址的映射方式基本一致,分段是通过段表GDT,LDT中的段描述符来确定段的属性和物理地址范围; 而分页是通过页表项(页表描述符)来记录页框的属性和物理地址位置!
为了解决第三个问题,分页和分段最大的差别在于粒度。分页机制机制以4k字节大小的空间为划分单位,页内是连续的,但是不同页间是不连续的!这样就可以利用其那些不连续的小内存块了。
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http://bbs.chinaunix.net/thread-3586493-1-1.html 首先实模式和保护模式是CPU的两种工作模式。一开始PC启动时CPU是工作在实模式下的,经过某种机制后,CPU跳转到保护模式。 Intel 8086是16位CPU,它只有16位寄存器、16位数据总线和20位地址总线,它只能运行在实模式 在实模式, 物理地址=段值*16+偏移 段值和偏移都是1
分段到目前为止我们讨论的虚拟内存都是一维的,虚拟地址从0到最大地址,一个地址接着另一个地址。对许多问题来说,有两个或多个独立的地址空间可能比只有一个要好得多。比如,一个编译器在编译过程中会建立许多表,其中可能包括:1) 被保存起来供打印清单用的源程序正文(用于批处理系统)。2) 符号表,包含变量的名字和属性。3) 包含用到的所有整型量和浮点常量的表。4) 语法分析树,包含程序语法分析的结果。5) ...

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