Механизм страничной адресации
при таком способе все фрагменты программы, на которые она разбивается (за исключением последней ее части), получаются одинаковыми. Одинаковыми полагаются и единицы памяти, которые мы предоставляем для размещения фрагментов программы. Эти одинаковые части называют страницами и говорят, что память разбивается на физические страницы, а программа — на виртуальные страницы. Часть виртуальных страниц задачи размещается в оперативной памяти, а часть — во внешней. Обычно место во внешней памяти, в качестве которой в абсолютном большинстве случаев выступают накопители на магнитных дисках называют файлом подкачки или страничным файлом (paging file). Иногда этот файл называют swap-файлом. Разбиение всей оперативной памяти на страницы одинаковой величины, причем величина каждой страницы выбирается кратной степени двойки, приводит к тому, что вместо одномерного адресного пространства памяти можно говорить о двумерном. Первая координата адресного пространства — это номер страницы, а вторая координата — номер ячейки внутри выбранной страницы . Таким образом, физический адрес определяется парой (Рр, i), а виртуальный адрес — парой (Pv, i), где Pv — это номер виртуальной страницы, Рр — это номер физической страницы и i — это индекс ячейки внутри страницы. Для отображения виртуального адресного пространства задачи на физическую память, как и в случае с сегментным способом организации, для каждой задачи необходимо иметь таблицу страниц для трансляции адресных пространств. Для описания каждой страницы диспетчер памяти ОС заводит соответствующий дескриптор, который отличается от дескриптора сегмента прежде всего тем, что в нем нет необходимости иметь поле длины — ведь все страницы имеют одинаковый размер. По номеру виртуальной страницы в таблице дескрипторов страниц текущей задачи находится соответствующий элемент (дескриптор). Если бит присутствия имеет единичное значение, значит, данная страница сейчас размещена в оперативной, а не во внешней памяти и мы в дескрипторе имеем номер физической страницы, отведенной под данную виртуальную. Если же бит присутствия равен нулю, то в дескрипторе мы будем иметь адрес виртуальной страницы, расположенной сейчас во внешней памяти. Таким образом и осуществляется трансляция виртуального адресного пространства на физическую память. Защита страничной памяти, как и в случае с сегментным механизмом, основана на контроле уровня доступа к каждой странице. Как правило, возможны следующие уровни доступа: только чтение; чтение и запись; только выполнение. В этом случае каждая страница снабжается соответствующим кодом уровня доступа. При трансформации логического адреса в физический сравнивается значение кода разрешенного уровня доступа с фактически требуемым. При их несовпадении работа программы прерывается. При обращении к виртуальной странице, не оказавшейся в данный момент в оперативной памяти, 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 вышеупомянутых дисциплин замещения (LRU, LFU, FIFO, random) определит страницу, подлежащую расформированию или сохранению во внешней памяти. Если объем физической памяти небольшой, то возможна проблема при которой загрузка из внешней памяти нужной страницы приводит к выгрузке страниц с которыми активно работает. 2 способа решения проблемы: увеличение объема ОП.2)уменьшение количества выполняемых задачВ абсолютном большинстве современных ОС используется дисциплина замещения страниц LRU как самая эффективная. Так, именно эта дисциплина используется в OS/2 иLinux. Однако в такой ОС, какWindowsNT, разработчики,желая сделать систему максимально независимой от аппаратных возможностей процессора, пошли на отказ от этой дисциплины и применили правилоFIFO.А для того, чтобы хоть как-нибудь сгладить ее неэффективность, была введена «буферизация» тех страниц, которые должны быть записаны в файл подкачки на диск1 или просто расформированы. В ряде ОС с пакетным режимом работы для борьбы с пробуксовкой используется метод «рабочего множества». Рабочее множество — это множество «активных» страниц задачи за некоторый интервал То есть тех страниц, к которым было обращение за этот интервал времени. Реально количество активных страниц задачи (за интервал Т) все время изменяется, и это естественно, но тем не менее для каждой задачи можно определить среднее количество ее активных страниц. Это среднее число активных страниц и есть рабочее множество задачи. Недостатки страничного способа организации памяти: 1) без специальных аппаратных средств, уменьшение производительности системы ,поэтому используется кэширование. Чаще всего используется ассоциативный кэш.2) прога разбивается на страницы без учета условных и безусловных переходов в проге =>между страницами переход происходит намного чаще, чем между сегментами.3)значительные накладки и расходы памяти и процессорного времени. Достоинства: min фрагментация памяти.
- 2. Теневая память
- 6.Недостатки ms-dos и пути их преодоления
- 7.Структура conventional памяти
- 9. Обработчики 09h и 16h клавиатуры
- 10. Extended память
- Expanded память
- Upper память
- 14.Структура данных на магнитных дисках
- 15. Клавиатура. Scan-код
- 16. Распределение памяти в реальном режиме
- Адресация озу при использовании сегментации в защищённом режиме
- 19. Hma память
- Механизм страничной адресации
- 23.Тест клавиатуры
- 24. Прерывания bios
- Преобразование логического адреса в физический при включённой страничной адресации
- 26. Исключения и их обработка
- 27. Управление клавиатурой
- 28. Приоритет обработки прерываний
- Привилегии и защита программ
- 30.Механизм виртуальной памяти
- 31.Дескрипторы сегментных регистров
- 32.Кэш память
- 33.Таблицы локальных и глобальных дескрипторов
- 34.Cga, vga адаптеры
- Характеристики vga адаптеров
- 35.Таблица дескрипторов idt
- 37.Шлюзы и их применение
- 38.Понятие дескриптора
- 39. Адаптер дисплея
- 40.Функции dos и bios для клавиатуры
- 41 Пять компонентов защиты
- 42.Виртуальный 8086
- 43.Классы приоритетов
- 44.Многозадачный режим. Статические и динамические наборы
- 45.Шлюз задач
- 46. Библиотеки dll
- Явная компоновка
- 47.Виртуальная память процессора
- 48.Адресное пространство w9х
- 49.Адресное пространство nt
- 51. Файл подкачки страниц
- 52. Два процесса – один ехе файл.
- 53. Физическая память и страничный файл
- Физическая память в страничном файле не хранится
- 54. Алгоритм загрузки программ
- 56. Переданная и зарезервированная память
- 57.Разделы ехе файла
- 58. Проецируемые в память файлы
- 59.Механизмы работы с файлами больших размеров
- 60. Различия в обработке прерываний и исключений