Разлика между пейджинг и сегментиране в операционната система

• 2019

Управлението на паметта в операционната система е съществена функционалност, която позволява разпределянето на паметта на процесите за изпълнение и освобождава паметта, когато процесът вече не е необходим. В тази статия ще обсъдим две схеми за управление на паметта за пейджинг и сегментиране. Основната разлика между пейджинга и сегментирането е, че „страницата“ е блок с фиксиран размер, докато „сегментът“ е блок с променливи размери.

Ще обсъдим някои по-големи разлики между страниците и сегментирането с помощта на таблицата за сравнение, показана по-долу.

Сравнителна таблица

Основа за сравнение	пейджинг	сегментиране
Основен	Страницата е с фиксиран размер на блока.	Сегментът е с променлива големина.
раздробяване	Пейджингът може да доведе до вътрешна фрагментация.	Сегментацията може да доведе до външна фрагментация.
адрес	Посоченият от потребителя адрес се разделя с CPU на номер на страница и отместване.	Потребителят определя всеки адрес с две величини, номер на сегмент и отместване (граница на сегмента).
размер	Хардуерът определя размера на страницата.	Размерът на сегмента се определя от потребителя.
маса	Пейджингът включва таблица на страниците, която съдържа основен адрес на всяка страница.	Сегментацията включва сегментната таблица, която съдържа номер на сегмента и отместване (дължина на сегмента).

Определение за пейджинг

Пейджингът е схема за управление на паметта . Пейджингът позволява процесът да бъде съхранен в паметта по един несвързан начин. Процесът на съхраняване по един непрекъснат начин решава проблема с външната фрагментация .

За осъществяване на пейджинг физическите и логическите пространства на паметта са разделени на еднакви блокове с фиксиран размер. Тези блокове с фиксирана големина на физическата памет се наричат рамки, а блоковете с фиксирана големина на логическата памет се наричат страници .

Когато процесът трябва да бъде изпълнен, процесните страници от логическото пространство на паметта се зареждат в рамките на адресното пространство на физическата памет. Сега адресът, генериран от процесора за достъп до рамката, е разделен на две части, т.е. номер на страница и отместване на страница .

Таблицата на страниците използва номера на страницата като индекс; всеки процес има отделна таблица на страниците, която изобразява логическия адрес на физическия адрес. Таблицата на страниците съдържа основен адрес на страницата, съхранявана в рамката на пространството с физическа памет. Базовият адрес, определен от таблицата на страниците, се комбинира с отместването на страницата, за да се определи номера на кадъра във физическата памет, където се съхранява страницата.

Определение на сегментацията

Подобно на пейджинга, сегментирането също е схема за управление на паметта . Той поддържа изгледа на потребителя на паметта. Процесът се разделя на сегменти с променлива размер и се зарежда в адресното пространство на логическата памет.

Логическото адресно пространство е колекцията от сегменти с променлива големина. Всеки сегмент има своето име и дължина . За изпълнението сегментите от логическото пространство на паметта се зареждат във физическото пространство на паметта.

Адресът, посочен от потребителя, съдържа две величини: име на сегмента и Offset . Сегментите са номерирани и се отнасят от номера на сегмента вместо името на сегмента. Този номер на сегмента се използва като индекс в сегментната таблица, а стойността на отместването определя дължината или границата на сегмента. Номерът на сегмента и отместването заедно комбинират генерирането на адреса на сегмента във физическата памет.

Ключови разлики между пейджинг и сегментиране

1. Основната разлика между пейджинга и сегментирането е, че една страница винаги е с фиксиран размер на блока, докато сегментът е с променлива големина .
2. Пейджингът може да доведе до вътрешна фрагментация, тъй като страницата е с фиксиран размер на блока, но може да се случи процесът да не придобие целия размер на блока, който ще генерира вътрешния фрагмент в паметта. Сегментацията може да доведе до външна фрагментация, тъй като паметта се запълва с блокове с променлива големина.
3. При пейджинг потребителят предоставя само едно цяло число като адреса, който е разделен от хардуера на номер на страница и Offset . От друга страна, при сегментирането потребителят определя адреса в две величини, т.е. номер на сегмент и отместване .
4. Размерът на страницата се определя или определя от хардуера . От друга страна, размерът на сегмента се определя от потребителя .
5. При пейджинг таблицата на страниците изобразява логическия адрес към физическия адрес и съдържа основен адрес на всяка страница, съхранявана в рамките на пространството с физическа памет. При сегментирането обаче сегментната таблица преобразува логическия адрес към физическия адрес и съдържа номера на сегмента и отместването (сегментния лимит).

Заключение:

Пейджинг и сегментиране са двете схеми за управление на паметта . Пейджингът позволява паметта да бъде разделена на фиксиран размер, докато сегментирането разделя пространството на паметта на сегменти от променливия размер на блока . Когато пейджингът води до вътрешна фрагментация, сегментирането води до външна фрагментация .