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分页存储管理碎片

发布时间: 2022-08-02 10:48:14

1. 分段式存储管理为什么不回产生内部碎片

首先明确一点,内部碎片是什么?
内部碎片就是为每个进程分布的内存空间之中所没有被使用到的内存碎片。通常出现在分页式存储管理之中。分页式是什么应该很好理解,就是把内存按照分为一页页大小相同的页面,然后再把这些页面分配给进程。因此,在分配给进程时可能会出现这样的情况:进程需要3MB,分给他4页,每页1MB,这样4>3,就会造成1MB的内部碎片。
而分段式存储管理为什么不会产生内部碎片?归根结底是由分段本身的定义出发的。如果说分页式是系统对内存的分割,那么分段式就是用户对程序数据的分割。分页式是没有任何逻辑意义的,而分段式是有其意义在的。比如说一个程序有主程序段Main类,有通用库,有数据段,这样我们就把这个程序分为三段,分别对应Main,库,数据(说的是最浅显的,详细的可以网络其他),是有逻辑意义的独立单位。都这样分了,怎么还会出现内部碎片?反之,如果是分页式,就可能出现Main类横跨两页,且整个程序装入内存后还有碎片空间的可能了。
总之,引入分段式存储管理本就在一定程度上解决了内部碎片,并且满足了用户的需求。但是分段式存储管理也有不足之处,内存利用率变低了。因此又引入之后的段页式存储管理方式,这个自己网络就行。
参看计算机操作系统第四版,欢迎指正

2. 下述存储管理方式中,会产生外碎片的是________. A. 页式和段式 B. 页式和段页式 C. 动态分区方式和段式

存储管理方式中,会产生外碎片的是页式和段页式 。段页式系统的基本原理,是基本分段存储管理方式和基本分页存储管理方式原理的结合,即先将用户程序分成若干个段,再把每个段分成若干个页,并为每一个段赋予一个段名。

分页存储管理将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片,称为页面或页,并为各页加以编号,从0开始,如第0页、第1页等。相应地,也把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块,称为(物理)块或页框(frame),也同样为它们加以编号,如0#块、1#块等等。

在为进程分配内存时,以块为单位将进程中的若干个页分别装入到多个可以不相邻接的物理块中。由于进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片,称之为“页内碎片”。

(2)分页存储管理碎片扩展阅读

在处理器执行程序时需要将其从内存中读出再进行指令解码。在指令解码之前它必须向内存中某个位置取出或者存入某个值。然后执行此指令并指向程序中下一条指令。在此过程中处理器必须频繁访问内存,要么取指取数,要么存储数据。

虚拟内存系统中的所有地址都是虚拟地址而不是物理地址。通过操作系统所维护的一系列表格由处理器实现由虚拟地址到物理地址的转换。

为了使转换更加简单,虚拟内存与物理内存都以页面来组织。不同系统中页面的大小可以相同,也可以不同,这样将带来管理的不便。Alpha AXP处理器上运行的Linux页面大小为8KB,而Intel X86系统上使用4KB页面。每个页面通过一个叫页面框号的数字来标示(PFN) 。

页面模式下的虚拟地址由两部分构成:页面框号和页面内偏移值。如果页面大小为4KB,则虚拟地址的 11:0位表示虚拟地址偏移值,12位以上表示虚拟页面框号。处理器处理虚拟地址时必须完成地址分离工作。在页表的帮助下,它将虚拟页面框号转换成物理页面框号,然后访问物理页面中相应偏移处。

3. 什么是内部碎片什么是外部碎片各种存储管理中都可能产生何种碎片

1.内部碎片:

当一个进程装入到固定大小的分区块(比如页)时,假如进程所需空间小于分区块,则分区块的剩余的空间将无法被系统使用,称为内部碎片。

2.外部碎片:

指的是还没有被分配出去(不属于任何进程),但由于太小了无法分配给申请内存空间的新进程的内存空闲区域。

3.存储管理中都可能产生的碎片:

除了内部碎片和外部碎片,在“分页存储”中,可能产生“页内碎片”,页内碎片是由于进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片。

(3)分页存储管理碎片扩展阅读

在数据存储领域中,碎片(fragmentation)是指存储空间使用效率低下,结果导致功能、运行效率变低或二者兼而有之的现象。碎片化所造成的影响取决于具体的存储系统以及碎片化的种类。

大部分情况下,碎片化都会导致都会导致存储空间的浪费,此时“碎片”一词亦可指代闲置的空间本身。对于其他的一些系统来说(比如FAT文件系统),数据量一定的前提下,用于存储数据所占的存储空间是一定的,和碎片化的程度无关。

4. 什么是内存分页存储管理

分页存储管理是将各进程的地址空间分成大小相等的页,把内存的存储空间也分成与页大小相同的片,称为物理块。在分配存储空间时,以块为单位来分配。
优点:有效解决存储器的零头问题,能在更高的程度上进行多道程序设计,从而相应提高了存储器和CPU的利用率。
缺点:采用动态地址变换为增加计算机成本和降低CPU的速度。表格占内存空间,费时来管理表格。存在页内碎片。作业动态的地址空间受内存容量限制。

5. 什么是页式存储管理的碎片,如何减少碎片产生

咨询记录 · 回答于2021-11-02

6. 操作系统中的分区存储管理和分页存储管理的优点和缺点各是什么

一、分区存储管理

1、固定分区:

优点:易于实现、开销小

缺点:存在内部碎片(分区内未被利用空间)、分区总数固定,限制了并发执行的程序数量。

2、动态创建分区:按照程序申请要求分配。

优点: 没有内部碎片

缺点:有外部碎片(难以利用的小空闲分区)

二、页式存储管理

优点: 没有外部碎片,最后一页可能有内碎片但不大; 程序不必连续存放;便于改变程序占用空间大小。

缺点: 程序仍需要全部装入内存。

7. 很好地解决了“碎片”问题的存储管理方法是( )

很好地解决了“碎片”问题的存储管理方法是页式存储管理。

8. 分区存储管理中的碎片是怎样形成的

在磁盘分区中,文件会被分散保存到磁盘的不同地方,而不是连续地保存在磁盘连续的簇中。又因为在文件操作过程中,Windows系统可能会调用虚拟内存来同步管理程序,这样就会导致各个程序对硬盘频繁读写,从而产生磁盘碎片。

9. 分页存储管理的实现原理

采用分页存储器允许把一个作业存放到若干不相邻的分区中,既可免去移动信息的工作,又可尽量减少主存的碎片。分页式存储管理的基本原理如下:

1、 页框:物理地址分成大小相等的许多区,每个区称为一块;
2、址分成大小相等的区,区的大小与块的大小相等,每个称一个页面。
3、 逻辑地址形式:与此对应,分页存储器的逻辑地址由两部分组成,页号和单元号。逻辑地址格式为 页号 单元号(页内地址) 采用分页式存储管理时,逻辑地址是连续的。所以,用户在编制程序时仍只须使用顺序的地址,而不必考虑如何去分页。

4、页表和地址转换:如何保证程序正确执行呢?
采用的办法是动态重定位技术,让程序的指令执行时作地址变换,由于程序段以页为单位,所以,我们给每个页设立一个重定位寄存器,这些重定位寄存器的集合便称页表。页表是操作系统为每个用户作业建立的,用来记录程序页面和主存对应页框的对照表,页表中的每一栏指明了程序中的一个页面和分得的页框的对应关系。绝对地址=块号*块长+单元号 以上从拓扑结构角度分析了对称式与非对称式虚拟存储方案的异同,实际从虚拟化存储的实现原理来讲也有两种方式;即数据块虚拟与虚拟文件系统. 数据块虚拟存储方案着重解决数据传输过程中的冲突和延时问题.在多交换机组成的大型Fabric结构的SAN中,由于多台主机通过多个交换机端口访问存储设备,延时和数据块冲突问题非常严重.数据块虚拟存储方案利用虚拟的多端口并行技术,为多台客户机提供了极高的带宽,最大限度上减少了延时与冲突的发生,在实际应用中,数据块虚拟存储方案以对称式拓扑结构为表现形式. 虚拟文件系统存储方案着重解决大规模网络中文件共享的安全机制问题.通过对不同的站点指定不同的访问权限,保证网络文件的安全.在实际应用中,虚拟文件系统存储方案以非对称式拓扑结构为表现形式. 虚拟存储技术,实际上是虚拟存储技术的一个方面,特指以CPU时间和外存空间换取昂贵内存空间的操作系统中的资源转换技术 基本思想:程序,数据,堆栈的大小可以超过内存的大小,操作系统把程序当前使用的部分保留在内存,而把其他部分保存在磁盘上,并在需要时在内存和磁盘之间动态交换,虚拟存储器支持多道程序设计技术 目的:提高内存利用率 管理方式
A 请求式分页存储管理 在进程开始运行之前,不是装入全部页面,而是装入一个或零个页面,之后根据进程运行的需要,动态装入其他页面;当内存空间已满,而又需要装入新的页面时,则根据某种算法淘汰某个页面,以便装入新的页面

B 请求式分段存储管理 为了能实现虚拟存储,段式逻辑地址空间中的程序段在运行时并不全部装入内存,而是如同请求式分页存储管理,首先调入一个或若干个程序段运行,在运行过程中调用到哪段时,就根据该段长度在内存分配一个连续的分区给它使用.若内存中没有足够大的空闲分区,则考虑进行段的紧凑或将某段或某些段淘汰出去,这种存储管理技术称为请求式分段存储管理