分页

前面说到了采用分段技术来进行虚拟地址（地址空间）到物理内存的转换。

分段有什么问题？

肯定得有不足，才需要提出新的技术来改进。那么我们刚才的分段机制，不是挺好的嘛？有什么问题呢？

比如说，我们现在存放一些内容，需要占用 160K 的空间，但是我们来看空间的地址空间，分别是150K和50K，每个段都不足以满足 160 K 的要求，但是两个加起来，的的确确可以满足要求。

只使用 分段机制，会造成内存碎片，浪费空间。

如何解决呢？

针对上面的问题，我们可以想到有下面的一些方法：

• 移动已经使用的内存，把空闲的内存放在一起。这样就可以有200K的空闲内存了。
• 把160K的内容分成多个块，比如分成4个40K，然后就可以放进去了。
• 把不需要的进程内容放到磁盘，然后就有了更大的空闲内存。

这些方法，都可以解决上面的问题。但方法1、3需要很多额外的动作，方法一移动内容是很慢的，而且移动过程中，CPU不能做其他事。方法三，会影响其他进程的使用。相对来说，方法二相比其他方法，较为优秀。

分页

上面的方法二，就是分页的思想。

现在，我们可以将内存分为固定大小的内存块，每一块称为页。就像我们的书一样，把很多的文字，放在固定大小的页面上。

现在，就像我们刚才面临的问题一样，我们把内容分为4个部分，分别放到4个页之中。

一般情况下，页的大小是4K。

就像我们下图一样，比如说段0的所需的空间大小为13K，那么我们需要4个页才能装填下。这个时候，虽有空间的浪费，但是浪费是很少的，也就浪费 3K 而已。这个时候，段0 分为4个页，分别放到页框1、3、5、6。

分页的实现

那么分页该如何实现呢？我们可以像分段那样，也建立一个表，叫 页表。针对不同的页，存储页的相关信息。

这样就可以通过页表，在物理内存上进行定位，找到相关的内容。

页表的更多细节，我们后面再说。

总结

分段和分页是两种从虚拟地址（地址空间）转换为物理地址的方法。

操作系统有两种方法，来解决大多数空间管理问题。

第一种方法：将空间分割成不同长度的分片，就像虚拟内存管理中的分段。遗憾的是，这个解决方法存在固有的问题。具体来说，将空间切成不同长度的分片以后，空间本身会碎片化（fragmented），随着时间推移，分配内存会变得比较困难。

第二种方法：将空间分割成固定长度的分片。在虚拟内存中，我们称这种思想为分页。

分页也有所不足，我们后面会进行优化。