分段式虛擬儲存系統

分段式虛擬儲存系統把作業的所有分段的副本都存放在輔助儲存器中，當作業被排程投入執行時，首先把當前需要的一段或幾段裝入主存，在執行過程中訪問到不在主存的段時再把它們裝入。因此，在段表中必須說明哪些段已在主存，存放在什麼位置，段長是多少。哪些段不在主存，它們的副本在輔助儲存器的位置。還可設定該是否被修改過，是否能移動，是否可擴充，能否共享等標誌。格式如下圖所示：

其中，
* 特徵位: 00(不在記憶體)；01(在記憶體)；11(共享段)；
* 存取許可權: 00(可執行)；01(可讀)；11(可寫)；
* 擴充位: 0(固定長)；1(可擴充)；
* 標誌位: 00(未修改)；01(已修改)；11(不可移動)；

在作業執行中訪問某段時，由硬體的地址轉移機構查段表，若該段在主存，則按分段式儲存管理中給出的辦法進行地址轉換得到絕對地址。若該段不在主存中，則硬體發出一個缺段中斷。作業系統處理這個中斷時，查詢主存分配表，找出一個足夠大的連續區域容納該分段。如果找不到足夠大的連續區域則檢查空閒區的總和，若空閒區總和能滿足該分段要求，那麼進行適當移動後，將該分裝入主存。若空閒區總和不能滿足要求，則可調出一個或幾個分段在輔助儲存器上，再將該分段裝入主存。
具體處理流程如下圖所示：

段頁式虛擬儲存管理

段式儲存是基於使用者程式結構的儲存管理技術，有利於模組化程式設計，便於段的擴充、動態連結 、共享和保護,但往往會生成段內碎片浪費儲存空間;頁式儲存是基於系統儲存器結構的儲存管理技術,儲存利用率高,便於系統管理，但不易實現儲存共享、保護和動態擴充。如果把兩者優點結合起來,在分頁式儲存管理的基礎上實現分段式儲存管理這就是段頁式儲存管理

基本原理

1. 虛地址以程式的邏輯結構劃分成段,這是段頁式儲存管理的段式特徵。
2. 實地址劃分成位置固定、大小相等的頁框(塊) ,這是段頁式儲存管理的頁式特徵
3. 將每一段的線性地址空間劃分成與頁框大小相等的頁面，於是形成了段頁式儲存管理的特徵

4. 邏輯地址形式為:段號(s)+段內頁號(p)+頁內位移(d)
   對於使用者來說，段式虛擬地址應該由段號s和段內位移 d’組成，作業系統內部再自動把d’解釋成兩部分：

   1. 段內頁號 p
   2. 頁內位移 d
      也就是說,d’=p×塊長+d

5. 資料結構
   段頁式儲存管理的資料結構更為複雜，包括作業表、段表和頁表三級結構。作業表中登記了進入系統中的所有作業及該作業段表的起始地址，段表中至少包含這個段是否在記憶體，以及該段頁表的起始地址,頁表中包含了該頁是否在主存(中斷位)、對應主存塊號。
6. 動態地址轉換
   段頁式儲存管理的動態地址轉換機構由、段表、頁表和快表構成。當前執行作業的段表起始地址已被作業系統置入段表控制暫存器,其動態地址轉換過程如下：從邏輯地址出發，先以段號 s 和頁號p作索引去查快表,如果找到,那麼立即獲得頁 p 的頁框號 p’,並與位移 d 一起拼裝得到訪問主存的實地址,從而完成了地址轉換。若查快表失敗,就要通過段表和頁表來作地址轉換了，用段號s作索引,找到相應表目,由此得到 s 段的頁表的起始地址 s’,再以 p 作索引得到s段p頁對應的表目,由此得到頁框號 p’;這時一方面把s段p頁和頁框號p’置換進快表，另一方面用p’和d生成主存的實地址,從而完成地址轉換。
   具體示意圖如下所示：