分页和分段差异比较：它们有什么区别？

目录展示

• 介绍
• 什么是分页？
  • 分页的优点 
  • 分页的缺点
• 什么是分段？
  • 细分的优势
  • 分段的缺点
• 分页和分段之间的主要区别
• 结论
• 经常问的问题

介绍

分页和分段有什么区别？分页和分段都是操作系统中的内存管理技术。现在，为了理解分页和分段的区别，首先有必要了解内存管理的基础知识。所以让我们快速讨论一下。
内存是我们计算机系统中的存储空间。它被分成大量称为单元格或字节的小部分。每个字节都有自己的地址。在我们的计算机中，我们有两种类型的内存：辅助内存和主内存，即 RAM。众所周知，我们所有的程序都存储在二级存储器中，为了执行它们，我们需要一个 CPU（中央处理单元）。现在，由于速度限制，CPU 没有直接连接到辅助存储器。CPU 连接到主存储器。这就是为什么要运行任何程序，它必须存在于主内存（或 RAM）中。但是CPU的处理速度非常快。并且，为了有效地使用 CPU，需要将越来越多的程序存储到 RAM 中。众所周知，RAM 的大小在我们的系统中要小得多，因为它是一种昂贵的内存。由于体积较小，有效地管理内存非常重要。管理内存是什么意思？当程序进入 RAM 时，它们必须以这样一种方式分配内存，以便可以存储越来越多的程序。在内存管理中，我们在内存中进行分区，以便我们可以将越来越多的程序放入其中，我们也在程序中进行分区以将其存储到内存中。这里的内存是指主内存，即 RAM。

我们有两种类型的内存管理技术：

• 连续内存分配
• 非连续内存分配

分页和分段差异比较：在连续内存分配中，一个程序的所有分区都在主存中分配了连续的内存。在连续分配中，我们有两种类型的分区：固定分区和可变分区。顾名思义，在固定分区中，我们将内存划分为固定大小的插槽。每个分区将具有相同的大小。另一方面，在可变大小分区中，分区大小将取决于程序的大小，并且会动态分配。每当程序进入 RAM 时，我们才会为它们分配空间。如果程序大小为 5 MB，则将在内存中分配 5 MB 的分区。不管分区的类型如何，整个程序将始终只分配连续的内存。此处不允许跨程序。

在非连续内存分配中，不必连续存储程序的所有分区。我们可以在不同的内存分配中存储程序的不同分区。分页和分段都是非连续的内存管理技术。

什么是分页？

在分页内存管理技术中，我们将程序划分为固定大小相等的页面，并将主内存（RAM）划分为固定大小相等的帧。每个页面的大小将始终等于每个框架的大小。因此，流程的一页将完全适合框架。当一个程序到达系统供CPU执行时，会检查其大小，以页数表示。流程的每一页都需要一个框架来存储。因此，如果程序被分成 n 页，那么主存储器中必须至少有 n 个空闲帧可用。如果有 n 个帧可用，则将它们分配给这个新到达进程的页面。程序的第一页被加载到一个分配的帧中，帧号被添加到这个过程的页表中。

分页和分段有什么区别？在连续内存分配中，我们遇到了外部碎片的问题。现在，外部碎片是一种条件，当我们在内存中有足够的空间来满足请求但空闲空间分散在各处时，即，它不是连续的。自由空间被分割成大量的小孔。由于分页是一种非连续的内存分配技术，它解决了外部碎片的问题。但是随着外部分片，它也解决了compaction的开销。压缩：使用重新分配将所有空白空间组合在一起。

分页的优点 

• 分页避免了外部碎片化和压缩。 
• 在分页中，内存的分配既简单又便宜。 
• 在这种技术中，相同大小的页面和框架之间的进程交换很容易。
• 分页还解决了将不同大小的内存块装入后备存储的问题。 
• 刚刚换出的页面最不可能再次使用。 
• 它允许请求分页和准备。 

分页的缺点

帧被分配为单位，因此，它们可能有一些内部碎片。如果程序的内存需求与页边界不一致，则分配的最后一帧可能不会完全填满，并且会有一些空闲空间。 

例如，假设页面/帧大小为 8MB，进程为 14MB。在这种情况下，将分配 2 帧，但最后一帧将有 2 MB 可用空间。 

在最坏的情况下，一个进程需要 n 页加上 1 个字节。它将被分配 n + 1 帧，导致几乎整个帧的内部碎片。
例如，考虑一个 9MB 的进程，其中页面大小为 8MB。在这种情况下，它将被分配 2 帧。第二帧将只占用 1 个字节。

页表和帧表用于保存空闲和分配空间的详细信息。它们消耗额外的内存来存储。每个进程在内存中都有自己的页表。

什么是分段？

分页和分段有什么区别？分段是一种内存管理技术，用于将程序存储在主内存中。在 Segmentation 中，一个过程被划分为不同大小的部分，称为段。段的长度各不相同，每个段的长度本质上是由其在程序中的用途定义的。分段支持程序员对内存的看法。现在，程序员对内存的看法是什么？因此，在编写程序时，程序员会将其视为具有一组方法、过程或函数的主程序。它还可能包括各种全局变量、堆栈、对象等。同样，在分段中，编译器将程序视为不同的段。编译程序时，编译器会自动将整个程序分成段。编译器可能会为全局变量、堆栈、代码、堆、 

分段的优势

• 分段支持程序员对内存的看法。 
• 没有内部碎片。 
• 段表的大小一般小于页表的大小。因为在分页中我们需要为每个进程一个单独的页表。每个页表的大小取决于进程拥有的页数。 

分段的缺点

• 当程序从内存中加载和删除时，空闲内存空间被分解成小块，称为孔洞，导致外部碎片。
• 在交换的情况下，段的大小不等是不好的。
• 很难将连续内存分配给可变大小的分区。
• 分段是一种昂贵的内存管理技术。

分页和分段差异比较：主要区别总结

否	分页	分段
1.	程序被分成大小相等的部分，称为页面，以将它们存储在主内存中。	程序被分割成可变大小的部分，称为段，以将它们存储在主内存中。
2.	分页是由操作系统完成的。	分段由编译器完成。
3.	它可以将相同功能的代码存储到不同的页面中。	它将相同的功能存储在一个段中。
4.	这会导致系统效率降低，因为要执行一个功能，我们可能需要访问多个页面。	由于编译器在一个段中保留了相同类型的函数，因此它会产生一个更高效的系统。
5.	页表用于存储有关页面和框架的详细信息。	段表用于存储段的详细信息。
6.	为了将逻辑地址转换为物理地址，使用具有<页号，帧号>的页表条目。	为了将逻辑地址转换为物理地址，使用具有<基地址，限制>的段表条目。
7.	与分段相比，分页速度更快。	分割很慢。
8.	当程序大小小于确定的页面大小时，分页会导致内部碎片。	在删除一些导致小孔的程序后，分段会导致外部碎片。
9.	逻辑地址由两部分组成：页码和页偏移量。	逻辑地址由两部分组成：段号和段偏移量。
10.	在分页中，操作系统维护一个可以分配给页面的空闲帧列表。	在分段中，操作系统维护存在于主内存中的空洞列表。
11.	页被认为是信息的物理单元。	段被认为是信息的逻辑单元。
12.	分页的概念对用户来说是完全隐藏的。	分割的概念对用户是可见的。
13.	在分页中，页面的大小总是等于帧的大小。	在分段中，对分段的大小没有限制。

结论

分页和分段有什么区别？分页和分段都是非连续的内存管理技术。它们都用于为程序分配主内存。分页将所有程序分成大小相等的页面，而不管程序可能具有一些需要在同一页面上加载的相关功能。它可以将相同的函数存储到不同的页面中，并且这些页面可能会或可能不会同时加载到内存中。它降低了系统的效率。为了克服这个限制，使用了分段。分段将程序分成多个段。每个段包含相同类型的函数，例如主函数可以包含在一个段中，全局变量可以包含在一个段中，库函数可以包含在另一个段中。

分页和分段差异比较常见问题

问： 分页是连续的吗？
不，分页是非连续的内存分配。我们可以将程序的页面存储在不连续的框架中。 

问：使用什么分页？ 
A. 在连续内存分配中，我们不能跨越不同内存分区中的进程。这会导致外部碎片化。为了克服这个问题，我们使用非连续内存分配。每当一个进程想要进入 RAM 时，我们都会检查内存中存在的总漏洞。我们根据孔尺寸对工艺进行分区。现在，这个过程成本很高，因为我们在运行时对一个过程进行分区。因此，为了降低整个过程的成本，我们事先将过程分为固定大小的页面和固定大小的帧中的 RAM。