Страничное распределение памяти
Страничный способ при котором все фрагменты задач считаются равными, причем длина фрагмента в идеале должна быть кратна степени 2, чтобы операции сложения можно было заменить операциями конкатенации.
Часть виртуальных страниц задачи могут быть размещены в ОП, а часть – во внешней памяти.
Место во внешней памяти называют файлом подкачки, или страничным файлом(paging file). Иногда это файл называют swap – файлом, тем самым подчеркивая, что записи этого файла – страницы – замещают друг друга в ОП
Подпись «Nвс» в таблицах страниц означает «номер виртуальной страницы», подпись «Nфс» – «номер физической страницы».
Разбиение всей ОП на страницы одинаковой величины, причем кратной степени двойки, приводит к тому, что вместо одномерного адресного пространства памяти можно говорить о двумерном. Первая координата адресного пространства – это номер страницы, вторая координата – номер ячейки внутри выбранной страницы (индекс).
Таким образом, физический адрес определяется парой (Рр, i), а виртуальный адрес – парой (Pv, i), где Pv – номер виртуальной страницы, Рр – номер физической страницы, i – индекс ячейки внутри страницы
Количество битов, отводимое под индекс, определяет размер страницы, а количество битов, отводимое под номер виртуальной страницы, - объем потенциально доступной для программы виртуальной памяти. Для отображения виртуального адресного пространства задачи на физическую память, как и в случае сегментного способа организации, для каждой задачи необходимо иметь таблицу страниц для трансляции адресных пространств, отличающихся от дескриптора сегмента прежде всего тем, что в ней нет поля длины – все страницы имеют одинаковый размер. При обращении к виртуальной странице, не оказавшейся в данный момент в ОП, возникает прерывание и управление передается диспетчеру памяти, который должен найти свободное место.
Обычно предоставляется первая же свободная страница. Если свободной физической страницы нет, то диспетчер памяти по одной из дисциплин замещения (LRU, LFU,FIFO, случайный доступ) определит страницу, подлежащую расформированию или сохранению во внешней памяти. На ее месте он разместит новую виртуальную страницу, к которой было обращение из задачи, но которой не оказалось в ОП. Для абсолютного большинства современных ОС характерна дисциплина замещения страниц LRU как наиболее эффективная.
Управление памятью: задачи управления, типы адресации.
Задачи по управлению памятью
отслеживание свободной и занятой памяти
выделение и освобождение памяти процессам
вытеснение процессов из ОП на диск, когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов
возвращение процессов в оперативную память, когда в ней освобождается место
настройка адресов программы на конкретную область физической памяти
зашита памяти (не позволит выполняемому процессу записывать или читать данные из памяти, назначенной другому процессу). Функция, как правило, реализуется программно – аппаратными средствами
Типы адресации
Между первым и вторым этапами обращения к памяти имеют форму виртуального адреса. Множество всех допустимых значений виртуального адреса для некоторой программы определяет ее виртуальное адресное пространство.
Возможны различные варианты перехода от символьных имен к физическим адресам.
Частным случаем отображения пространства имен является полная тождественность виртуального адресного пространства и физической памяти (система программирования генерирует абсолютную двоичную программу)
Часть программных модулей любой ОС обязательно должны быть абсолютными двоичными программами (например, программы загрузки)