分段

分段（Segmentation）

程序是由若干个逻辑分段组成的，如可由代码分段、数据分段、栈段、堆段组成。分段是一个支持用户视角的内存管理技术，基于模块化开发时，程序员根据需要将进程分割成许多大小不一定相同的段（segment），系统则将物理内存动态划分成许多尺寸不一定相等的分区（partition）。当一个进程被装入物理内存时，系统将为该进程的每个段独立地分配一个连续分区，同一进程的多个段不必存放在连续的多个分区中。

段表（segment table）用于描述进程的分段情况，记载进程的各个段到物理内存中分区的映射情况。段表的基本元素包括段号、段的物理起始地址和段长度。

在采用这种分段模型的系统中，编译器、链接器和加载程序可以组织代码、全局变量、堆、各线程的栈和库函数等段。加载程序装入这些段，并为它们分配段号。

分段解决了程序本身不需要关心具体的物理内存地址的问题，但它也有一些不足之处，如内存碎片和内存交换的低效率问题。

这里的内存利用问题共有两处地方：

1. 外部碎片：空闲物理内存不连续，且没有足够大的连续分区，导致新的进程无法被装载。
2. 不常使用的数据仍占据物理内存：这会降低内存利用率，但不等于分配单位内未使用空间所造成的内部碎片。

可以通过交换并重新定位来整理外部碎片。例如把音乐进程占用的256MB内存写到硬盘，再读回到紧接已占用512MB内存的位置。若腾出的连续空闲空间为256MB，新的200MB进程就可以装载。

对于多进程的系统来说，分段很容易产生内存碎片，内存交换的过程就会产生性能瓶颈。因为硬盘的访问速度要比内存慢太多了，每一次内存交换，都需要把一大段连续的内存数据写到硬盘上。