[科普中国]-段表长度

简介

在操作系统中，引入分段存储管理方式的目的，主要是为了满足用户(程序员)在编程和使用上多方面的要求，如方便编程、信息共享、信息保护、动态增长、动态链接。段表长度即段表中段的个数。段表长度在分段系统中可以判断一个段访问是否越界。例如，每个段在表中占有一个表项， 其中记录了该段在内存中的起始地址(又称为 “基址” )和段的长度。执行中的进程可通过查找段表找到每个段所对应的内存区。段表是用于实现从逻辑段到物理内存区的映射。每个段都有段号，在进行地址变换时，一般先将段号和段表长度比较，确定是否访问越界。

分段在分段存储管理方式中，作业的地址空间被划分为若干个段，每个段定义了一组逻辑信息。例如，有主程序段 MAIN、子程序段 X、数据段 D 及栈段 S 等，如图 1所示。每个段都有自己的名字。为了实现简单起见，通常可用一个段号来代替段名，每个段都从 0开始编址，并采用一段连续的地址空间。段的长度由相应的逻辑信息组的长度决定，因而各段长度不等。整个作业的地址空间由于是分成多个段，因而是二维的，亦即，其逻辑地址由段号(段名)和段内地址所组成。分段地址中的地址具有如下结构：

在该地址结构中，允许一个作业最长有 64 K 个段，每个段的最大长度为 64 KB。分段方式已得到许多编译程序的支持，编译程序能自动地根据源程序的情况而产生若干个段。例如，Pascal 编译程序可以为全局变量、用于存储相应参数及返回地址的过程调用栈、每个过程或函数的代码部分、每个过程或函数的局部变量等等，分别建立各自的段。类似地，Fortran 编译程序可以为公共块(Common block)建立单独的段，也可以为数组分配一个单独的段。装入程序将装入所有这些段，并为每个段赋予一个段号。1

地址变换机构为了实现从进程的逻辑地址到物理地址的变换功能，在系统中设置了段表寄存器，用于存放段表始址和段表长度 TL。在进行地址变换时，系统将逻辑地址中的段号与段表长度TL 进行比较。若 S>TL，表示段号太大，是访问越界，于是产生越界中断信号；若未越界，则根据段表的始址和该段的段号，计算出该段对应段表项的位置，从中读出该段在内存的起始地址，然后，再检查段内地址 d 是否超过该段的段长 SL。若超过，即 d>SL，同样发出越界中断信号；若未越界，则将该段的基址 d 与段内地址相加，即可得到要访问的内存物理地址。

段表机制在请求分段式管理中所需的主要数据结构是段表。由于在应用程序的许多段中，只有一部分段装入内存，其余的一些段仍留在外存上，故须在段表中增加若干项，以供程序在调进、调出时参考。下面给出请求分段的段表项。

在段表项中，除了段名(号)、段长、段在内存中的起始地址外，还增加了以下诸项。

(1) 存取方式：用于标识本分段的存取属性是只执行、只读，还是允许读/写。

(2) 访问字段 A： 其含义与请求分页的相应字段相同， 用于记录该段被访问的频繁程度。

(3) 修改位 M：用于表示该页在进入内存后是否已被修改过，供置换页面时参考。

(4) 存在位 P：指示本段是否已调入内存，供程序访问时参考。

(5) 增补位：这是请求分段式管理中所特有的字段，用于表示本段在运行过程中是否做过动态增长。

(6) 外存始址：指示本段在外存中的起始地址，即起始盘块号。