为什么需要非连续内存分配？
连续内存分配的缺点：内存利用率低，容易产生内碎片或外碎片。
非连续内存优点：
一个程序的物理地址空间是非连续的
更好的内存利用和管理
允许共享代码与数据（共享库等）
支持动态加载和动态链接
缺点：内存地址转换的开销
建立虚拟地址和物理地址之间的转换
软件方案和硬件方案
硬件方案：分段和分页
非连续内存分配：分段
需要映射机制，把逻辑地址转换为物理地址空间
通过段映射机制，可以映射到不同的物理地址中去。
段关联机制可以实现逻辑地址到物理地址映射。
程序的分段地址空间
分段寻址方案
地址怎么来表示？
X86：段寄存器+地址寄存器
段表：逻辑地址和物理地址之间的映射关系
seg num 作为段表的index ：段的起始地址和段的长度限制。
操作系统在正式寻址之前，操作系统需要先建立好段表。
非连续内存分配：分页
名词区分：
帧（frame）：表示物理页
页（page）：表示逻辑页
分页地址空间
划分物理内存至固定大小的帧：大小为2的幂次，e.g. 512 4096 8192
划分逻辑地址空间至相同大小的页：大小为2的幂次，e.g. 512 4096 8192
建立方案：转换逻辑地址为物理地址（pages to frames）
- 页表
- MMU、TLB
页寻址方案
通过操作系统建立起页表，以此来建立起逻辑地址和物理地址的映射，而其建立的时机是在初始化时就需要先将页表初始化。
页内偏移大小是一致的，与段中不同段的偏移量大小是不一致的是不同的。
页表
页表概述
页表本质上是一个大数组，索引对应页号（page number）内容对应帧号（frame number）；
那么就会出现这么一个问题？
分页机制的性能问题
问题：访问一个内存单元需要2次内存访问
- 一次用于获取页表项
- 一次用于访问数据
页表可能非常大
- 64位机器如果每页1024字节，那么一个页表的大小会是多少？
如何处理？
- 缓存（时间）
- 间接访问
转译后备缓冲区（TLB）
时间上解决（缓存机制）：
把经常使用的地址映射直接放入到TLB中。
TLB（Translation Look-side Buffer）
二级、多级 页表
空间太大，如何将页表的存储变得小一些。
采用将页表分级的方式，也就是逻辑地址对应的页表起始地址按位做分级。
那么可以接着推广：推广为多级页表，也就形成了一颗树。
反向页表
为什么在hash转换的时候需要加PID，就是为了减少hash碰撞带来的影响。
总结
非连续内存分配的策略：分段和分页。