3. Распределение памяти изменяется по мере того, как процессы поступают в память и покидают ее (заштрихованы неиспользуемые области памяти)

Существуют два основных подхода к управлению памятью, зависящие (отчасти) от доступного аппаратного обеспечения. Самая простая стратегия, называемая свопингом (swapping) или обычной подкачкой, заключается в том, что каждый процесс полностью переносится в память, работает некоторое время и затем целиком возвращается на диск. Другая стратегия, носящая название виртуальной памяти, позволяет программам работать даже тогда, когда они только частично находятся в оперативной памяти.

Работа системы свопинга проиллюстрирована на рис. 3. На начальной стадии в памяти находится только процесс А. Затем создаются или загружаются с диска процессы В и С. На рис. 3, г процесс A выгружается на диск. Затем появляется процесс D, а процесс В завершается. Наконец, процесс А снова возвращается в память. Так как теперь процесс А имеет другое размещение в памяти, его адреса должны быть перенастроены или программно во время загрузки в память, или (более заманчивый вариант) аппаратно во время выполнения программы.

Основная разница между фиксированными разделами на рис. 2 и непостоянными разделами на рис. 4 заключается в том, что во втором случае количество, размещение и размер разделов изменяются динамически по мере поступления и завершения процессов, тогда как в первом варианте они фиксированы. Гибкость схемы, в которой нет ограничений, связанных с определенным количеством разделов, и каждый из разделов может быть очень большим или совсем маленьким, улучшает использование памяти, но, кроме того, усложняет операции размещения процессов и освобождения памяти, а также отслеживание происходящих изменений.

Когда в результате подкачки процессов с диска в памяти появляется множество неиспользованных фрагментов, их можно объединить в один большой участок, передвинув все процессы в сторону младших адресов настолько, насколько это возможно. Такая операция называется уплотнением или сжатием памяти. Обычно ее не выполняют, потому что на нее уходит много времени работы процессора. Например, на машине с 256 Мбайт оперативной памяти, которая может копировать 4 байта за 40 нc, уплотнение всей памяти займет около 2,7 с.

Еще один момент, на который стоит обратить внимание: сколько памяти должно быть предоставлено процессу, когда он создается или скачивается с диска? Если процесс имеет фиксированный никогда не изменяющийся размер, размещение происходит просто: операционная система предоставляет точно необходимое количество памяти, ни больше, ни меньше, чем нужно.

3. Объекты исследования, оборудование, материалы и наглядные пособия

Объект исследования – дисциплины управления распределением оперативной памяти.

В качестве оборудования используются персональные компьютеры учебных классов кафедры ПМиИ (ауд. 12-207, 12-209, 12-211).

В качестве операционной системы используется операционная система MS Windows XP SP2.

Среда разработки/выполнения: консольный и графические интерфейсы операционной системы, среда разработки "Microsoft Visual Studio 8", текстовый редактор.

Средства ввода: клавиатура или текстовый файл.

Средства ввода: экран ПК или текстовый файл.

4. Задание на работу (рабочее задание)

На любом языке высокого уровня разработать программу моделирования различных дисциплин управления распределением оперативной памяти:

• фиксированными разделами,

• динамическими разделами;

• перемещаемыми разделами;

• с использованием внешней памяти.

5. Ход работы (порядок выполнения работы)

В среде операционной системы Windows XP / Mandrake Linux с использованием консольного (графического) интерфейса операционной системы разработать и проверить процедуру моделирования различных дисциплин управления распределением оперативной памяти.

Для всех задач и используемых нетривиальных процедур/функций разработать контрольные программы/примеры, результаты выполнения которых очевидны или легко проверяются.

Сохранить результаты работы (протоколы решения основных и контрольных задач) в текстовом файле или в документе Word.

Составить отчет о выполнении работы.

6. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1. Титульный лист;

2. Формулировку цели и задач работы;

3. Индивидуальное задание на работу

4. Описание использованных программных и аппаратных средств для выполнения работы;

5. Описание хода работы с указанием этапов и пояснениями используемых решений (методов, программ, процедур, библиотек);

6. Список использованных источников.

7. Список библиографических источников

1. Таненбаум, Э. Современные Системное и прикладное программное обеспечение / Э. Таненбаум.– М., СПб.: Питер, 2006.– 1038 с.

2. Гордеев, А.В. Системное и прикладное программное обеспечение / А.В. Гордеев.– М., СПб.: Питер, 2005.– 416 с.

3. Пфаффенбергер, Б. Linux: спец. справочник / Б. Пфаффенбергер.– СПб.: Питер, 2001.– 576 с.

4. Чекмарев, А.Н. Microsoft Windows Server 2003: наиболее полное руководство / А.Н. Чекмарев, А.В. Вишневский, О.И. Кокорева.– СПб.: БХВ-Петербург, 2007.– 1120 с.

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет»

Кафедра «Прикладной математики и информатики»