我们之间介绍的分段有两个弊端
- 首先分段数量有限,代码段,数据段,TSS等,只能创建几个进程。
- 分段存在数据分配的问题
为了解决如上两个弊端,我们需要进行解决。
对第一个问题:
我们需要创建根据进程,那么我们就将物理内存和需求内存解耦出来,不进保护了物理内存,而且一个进程可以拥有这个内存(在他自己看来)。
对第二个问题:
一个块内存,我们将数据给 代码段 分配为多少内存合适呢,分得多不合适,分的少也不合适,所以我们就需要将内存进行规划存储。而 Intel 自己认为我分配内存均等分配,每一块内存 4KB。那么内存总共是 4GB。这样我们就需要计算一下。
寻找一块内存我们需要两部分信息。
- 每一块的起始地址(页帧)
- 找到起始地址的偏移量

每一个进程都有这样的结构,如果每一个进程都需要使用完整个内存,那么就需要给每个进程创建一个 4MB空间,充分分配。这样如果进程变多,那么这部分空间也是浪费,因为有很多的进程是无法使用这么大的内存空间。
那么就需要对数据进行压缩。这样我们就变成了如下的结构:

如果只有一级页表,那么我就需要将一级页表都要进行数据分配,那么现在引入二级页表,那么一级页表就变少了。因为一级页表只需要 10 位来表示。剩余的 10 位则存储在 二级页表中。而我们只需要将一级页表进行分配。
二级页表我们就通过异常中断进行初始化,因为当出现了缺页而我们也需要将当前内存重新加载,并且再次执行,而满足这个特征 异常中的 faults。
Intel 的分页结构:

Page table 页表 PTE
Page directory 页目录 PDE
Page-directory pointer table 页面目录指针表
文章讨论了传统分段内存管理的局限性,包括段数量限制和数据分配问题。为了解决这些问题,提出了采用分页机制,通过建立一级和二级页表来更有效地管理和分配内存。Intel的分页系统中,每个页面大小为4KB,页表项(PTE)和页目录项(PDE)用于跟踪内存地址。当发生缺页异常时,通过中断进行内存初始化和重载。这种优化允许更灵活地处理不同进程的内存需求,减少浪费。
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