分段分页和分页分段之间的差异或相似之处？

Question

我正在研究组合的分页/分段系统，在我的书中有两种方法：

1.paged segmentation
2.segmented paging

我无法弄清楚两者之间的区别。我认为在分页分段中，分段被分成页面，在分段分页中，页面被分成段，但我不知道我是对还是错。同时在因特网上，仅使用一种方案来描述组合的寻呼/分段。我无法弄清楚为什么在我的课本中有两种方案。任何帮助将深表感谢。

Answer 1

因此，在网上大力搜索这两个术语之间的差异或相似之后，我得出了最后的答案。首先，我要写下相似之处：

• 它们（分段寻呼和分页分段）是一种寻呼/分段组合系统（分页和分段可以通过将每个分段分成页面来组合）。
• 在两个系统中，段被分成页面。

现在来描述差异，我将分别定义和描述每个术语：

• 分段分页 - 分段分为页面。实现需要STR（分段表寄存器）和PMT（页映射表）。在该方案中，每个虚拟地址由段号，该段内的页码和该页内的偏移组成。段号索引到段表中，产生该段的页表的基地址。页号索引到页表中，每个条目是一个页面帧。添加PFN（页面帧号）和偏移结果在物理地址中.Hence寻址可以用以下函数描述：

va =（s，p，w）其中，va是虚拟地址，| s |确定段数（ST的大小），| p |确定每段的页数（PT的大小），| w |确定页面大小。

address_map(s, p, w)
{
pa = *(*(STR+s)+p)+w;
return pa;
}

该图如下：

• 分页表 - 有时段表或页表可能太大而无法保存在物理内存中（它们甚至可以达到MB）。因此，段表也被分成页面，因此创建了ST页的页表。段号分为ST页面的页面编号（s1）和页面偏移量（s2）。因此，虚拟地址可以描述为：

va =（s1，s2，p，w）

address_map
(s1, s2, p, w)
{
pa = *(*(*(STR+s1)+s2)+p)+w;
return pa;
}

图表描述如下：

Answer 2

分页的最佳特征

事实上，分页有以下好处：

1. 快速分配（至少比分割快）
2. 没有外部碎片（此方法的最后一页遭受内部碎片）

细分的最佳特征

但是从细分中也看到了很好的行为：

1. 分享
2. 保护

给定的术语可以组合并创建以下术语：

• 分段分页：虚拟地址空间分为多个分段。物理地址空间分为页框。
• 分页分段：使用过程段表的主要分段技术有时会超出界限！意味着大小变得太大而主内存没有足够的空间来保存段表。因此，段表和段号被分成页面。

分段分页的要求

要实现分段分页，需要采取多个步骤：

1. 每个段表条目表示页表基址。
2. STR（段表寄存器）和PMT（页面映射表）填充了所需的值。
3. 每个虚拟地址由该段中的段号，页码和偏移量组成。
4. 段号索引到段表中，它为我们提供该段的页表的基址。
5. 页码索引到页表中。
6. 每个页表条目是一个页面框架。
7. 通过添加页面帧号和偏移量来找到作为物理地址的最终结果。

分页分段的要求

此方案中包含以下步骤：

1. 每个段条目分为多个段。
2. 对于表示页面聚集的每个段表条目，创建页表。

Answer 3

分段会导致页面翻译和交换速度变慢

出于这些原因，分割在x86-64上大幅下降。

它们之间的主要区别在于：

• 分页将内存分成固定大小的块
• 分段允许每个块的不同宽度

虽然拥有可配置的段宽度似乎更聪明，但随着您增加进程的内存大小，碎片化是不可避免的，例如：

|   | process 1 |       | process 2 |                        |
     -----------         -----------
0                                                            max

最终会随着流程1的增长而变得：

|   | process 1        || process 2 |                        |
     ------------------  -------------
0                                                            max

直到分裂是不可避免的：

|   | process 1 part 1 || process 2 |   | process 1 part 2 | |
     ------------------  -----------     ------------------
0                                                            max

在此刻：

• 翻译页面的唯一方法是对进程1的所有页面进行二进制搜索，这会占用不可接受的日志（n）
• 交换过程1第1部分可能是巨大的，因为该部分可能是巨大的

但是使用固定大小的页面：

• 每个32位转换只执行2次内存读取：目录和页表行走
• 每次交换都是可接受的4KiB

固定大小的内存块更易于管理，并且主导了当前的OS设计。

另见：How does x86 paging work?