3、操作系统内存管理——段页式（虚拟内存）

注：参考哈工大李治军老师公开课。本小节需要之前分段与分页为基础

 

对用户而言，分段是对内存的有效使用；而对于计算机而言，分页可以提高内存的使用效率。操作系统需要满足两个方面的需求，所以就采取了段页相结合的方式来管理内存。

 

对于用户而言，当用户发出一个逻辑地址，用户希望访问到特定程序段的内存空间，而对于计算机而言，则希望用户发出的逻辑可以通过MMU转换成页框号和页内偏移量，从而直接去访问真实的内存空间。

为了解决这一问题引入了虚拟内存（就是通过一张段表完成地址映射转换）：简单的说就是用户发出访问程序段的逻辑地址<段号，段内偏移量>，通过对这一逻辑地址的运算将其转换为访问页的虚拟地址<页号，页内偏移量>，再由MMU将其转换为内存的物理地址<页框号，页内偏移量>。通过这种方式，用户访问的就是虚拟内存，经过两次地址映射后，变成真实的物理地址。



图一：段页式寻址原理
 
下面就以一个真实的图例展示这个过程：



图二：段页式寻址示例
从图二不难看出地址变化的过程是：

 逻辑地址<段号，偏移>  ->  虚拟地址<页号，偏移>  ->  物理地址<物理页号，偏移>