分页存储管理中，主存是如何进行分配的？

分页存储管理中，主存的分配是以页框为单位进行。

分页存储管理中的内存分配机制

在分页存储管理系统中，主存的分配单位是页框，而逻辑地址空间则被划分为大小相等的页面，这种设计使得内存可以被更灵活地使用，减少了碎片的产生，每个进程的逻辑地址空间被分割成若干个固定大小的页，而物理内存则被划分成相同数量的页框，当进程需要访问某个逻辑地址时，系统通过查找页表将逻辑页号映射到物理页框上，从而完成地址转换。

分页存储管理的优势

1、减少碎片：由于页面和页框的大小固定，分页存储管理不会产生外部碎片，只有内部碎片（即最后一个不完整的页框）。

2、灵活性：分页存储管理允许非连续的内存分配，这意味着即使物理内存中的空闲区域是分散的，也可以有效地利用这些区域。

3、简化内存管理：页表的使用简化了内存管理过程，使得操作系统能够更高效地进行内存分配和回收。

分页存储管理的实现细节

1、页表：每个进程都有一个页表，用于记录逻辑页号与物理页框号之间的映射关系，页表项通常包含物理块号和一些控制信息，如有效位、修改位等。

2、地址转换：当进程访问一个逻辑地址时，系统首先根据逻辑地址计算出页号和页内偏移量，然后通过查找页表找到对应的物理页框号，最后将物理页框号与页内偏移量拼接成物理地址。

3、快表：为了提高地址转换的速度，系统中通常会设置一个快表（TLB），用于缓存最近使用的页表项，这样，当再次访问相同的逻辑地址时，可以直接从快表中获取物理地址，而无需再次查找页表。

分页存储管理的局限性

1、内部碎片：由于页面和页框的大小固定，分页存储管理会产生一定的内部碎片，尽管这种碎片相对较小，但在大量小作业的情况下，累积的内部碎片仍然会浪费不少内存空间。

2、性能开销：每次地址转换都需要查找页表或快表，这会带来一定的性能开销，虽然快表可以缓解这一问题，但在某些情况下（如快表未命中），仍然需要访问页表。

3、复杂性：分页存储管理的实现相对复杂，需要操作系统维护大量的数据结构（如页表、快表等），并处理各种异常情况（如越界中断）。

相关问题与解答

问：什么是页内碎片？

答：页内碎片是指在分页存储管理中，由于页面和页框的大小固定，当一个进程的最后一页不能完全填满一个页框时，剩余的空间就称为页内碎片，这种碎片是由于分配给进程的内存空间大于其实际需求而产生的，虽然每个进程的页内碎片可能不大，但在多任务环境下，累积的页内碎片会显著降低内存利用率。

问：为什么分页存储管理不会产生外部碎片？

答：分页存储管理之所以不会产生外部碎片，是因为它将主存空间划分为大小相等的页框，并且每个进程的逻辑地址空间也被划分为同样大小的页面，这样，无论进程的实际大小如何，它都可以被分配到若干个连续的页框中，而这些页框在物理内存中的位置可以是分散的，即使有空闲的物理内存区域，它们也会以页框为单位存在，不会形成无法利用的小块，从而避免了外部碎片的产生。

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