分段存储管理是一种计算机内存管理方式,它将程序的逻辑地址空间划分为若干个段,每个段都有自己的名字和长度,这种方式的引入主要是为了满足用户(程序员)在编程和使用上的多方面需求,以下是对分段存储管理目的的详细阐述:
1、方便编程
逻辑划分:用户通常将作业按照逻辑关系划分为若干个段,每个段从0开始编址,并有自己的名字和长度,这种划分方式使得程序员可以更直观地管理和使用内存。
地址表示:在分段系统中,访问某个地址时需要提供段名(或段号)和段内偏移量,指令“LOAD 1,[A] |〈D〉”表示将分段A中D单元内的值读入寄存器1,这种二维地址结构使得程序更加模块化,便于编写和维护。
2、信息共享
逻辑单位共享:在实现程序和数据的共享时,以信息的逻辑单位为基础,共享某个例程和函数时,分页系统中的“页”只是存放信息的物理单位,不便于实现共享;而段是信息的逻辑单位,更容易实现共享。
简化共享管理:分段系统允许多个进程共享一个或多个分段,只需在每个进程的段表中为共享程序设置一个段表项即可,这种管理方式比分页系统更加简单和高效。
3、信息保护
逻辑单位保护:信息保护同样是对信息的逻辑单位进行保护,分段管理方式能更有效和方便地实现信息保护功能。
防止非法访问:通过设置段的访问权限,可以防止非法访问和修改,提高系统的安全性。
4、动态增长
应对数据变化:在实际应用中,有些段特别是数据段在使用过程中会不断增长,而事先又无法确切知道数据段会增长到多大,分段存储管理方式能够较好地解决这一问题。
灵活调整:分段系统允许段的长度动态变化,可以根据实际需要分配和回收内存,提高内存利用率。
5、动态链接
运行时链接:动态链接是指在作业运行之前,并不把几个目标程序段链接起来,运行时,先将主程序所对应的目标程序装入内存并启动运行,当运行过程中又需要调用某段时,才将该段调入内存并进行链接。
提高灵活性:这种方式提高了程序的灵活性,减少了内存的占用,使得程序更加高效。
6、提高内存利用率
离散分配:分段存储管理允许各段离散地移入内存的不同分区中,使得内存分配更加灵活,减少了内存碎片的产生。
有效利用:由于各个段可以独立地分配和回收,因此可以有效地利用内存空间。
7、支持多种编程语言
广泛适用:分段存储管理被广泛应用于各种操作系统和编程语言中,Unix系统中的进程分为代码段、数据段和堆栈段;Windows系统中也采用了类似的分段管理方式。
高级语言支持:在一些高级编程语言如C、C++等中,也支持分段存储管理,使得程序员可以更加方便地进行内存管理。
8、易于实现和管理
简化管理:分段存储管理方式使得程序更加模块化,便于编写和维护,段表的使用也简化了内存的管理过程。
提高效率:通过设置联想寄存器等技术手段,可以减少地址变换的时间,提高系统的运行效率。
分段存储管理方式通过将程序划分为若干个逻辑段,实现了内存的灵活分配和高效利用,它不仅方便了程序员的编程工作,还提高了程序的安全性和可维护性,在现代计算机系统中,分段存储管理已经成为一种重要的内存管理方式,被广泛应用于各种操作系统和编程语言中。
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