操作系统面试题, 什么是分段,什么是分页?

Step 1

Q:: 什么是分段（Segmentation）？

A:: 分段（Segmentation）是一种内存管理方案，将内存划分为多个段（segment），每个段表示一个逻辑单元，如代码段、数据段或堆栈段。每个段都有自己的段号和段内偏移量。分段允许更灵活的内存管理，可以根据程序的需求动态分配和调整内存段的大小。

Step 2

Q:: 什么是分页（Paging）？

A:: 分页（Paging）是一种将物理内存划分为固定大小的页面（Page）和将逻辑地址空间划分为相同大小的页面的内存管理方式。每个页面可以映射到不同的物理内存位置，从而避免内存碎片问题。分页通过页表（Page Table）来维护逻辑地址到物理地址的映射。

Step 3

Q:: 分段和分页的主要区别是什么？

A:: 分段是基于逻辑划分的内存管理方式，每个段代表一个逻辑单元，如代码、数据等，段的大小可以不固定。而分页是基于固定大小块的物理内存管理方式，分页的大小是固定的。分段更符合程序员的逻辑需求，而分页更适合操作系统的内存管理。

Step 4

Q:: 在分段分页结合的内存管理方案中，如何实现内存分配？

A:: 在分段和分页结合的内存管理方案中，逻辑地址由段号、页号和页内偏移量组成。首先，通过段号查找段表（Segment Table）获取段的基地址，然后通过页号查找页表获取页框号，最后通过页内偏移量确定最终的物理地址。这种方法结合了分段的灵活性和分页的高效性。

Step 5

Q:: 分页有哪些优缺点？

A:: 分页的优点包括：有效防止内存碎片、提高内存利用率、支持虚拟内存管理等。缺点包括：需要额外的硬件支持（如MMU）、增加了地址转换的开销、可能导致TLB未命中等性能问题。