Виртуальная память. При невозможности разместить программу целиком в оперативной памяти, часть ее размещается на вторичной памяти ( обычно на жестких дисках) – которую называют

При невозможности разместить программу целиком в оперативной памяти, часть ее размещается на вторичной памяти (обычно на жестких дисках) – которую называют виртуальной памятью. При этом система должна следить за своевременной догрузкой в оперативную память недостающих частей с диска и выгрузкой неиспользуемых частей на диск. Это занимает определенное время и тормозит выполнение программ, но на практике эта система оказалась удобной, т.к. программист может не знать при разработке программы, сколько понадобится памяти и сколько ее будет в наличие на компьютере пользователя.

Для работы с виртуальной памятью наиболее удобна страничная организация памяти: каждая загружаемая и выгружаемая на диск часть программы – это одна страница. Однако с виртуальной памятью работают и системы с сегментацией памяти.

При нехватке памяти стоит задача определения – какие страницы выгрузить? На первый взгляд кажется, что можно выгрузить первые не используемые по порядку их расположения, но на практике оказывается, что они могут понадобиться очень скоро и может возникнуть ситуация. когда одни и те же страницы постоянно то выгружаются, то снова загружаются, а длительно неиспользуемые остаются постоянно в памяти, что сильно замедляет работу. Поэтому в настоящее время разработаны несколько алгоритмов выбора выгружаемых страниц по критерию прогноза их ближайшего использования. Для этого в таблицах страниц ведется учет количества обращений и длительности простоя для каждой страницы, на основании которых определяются самые менее используемые страницы для выгрузки. Эти алгоритмы значительно ускорили работу с памятью.

Сами таблицы при большом количестве программ могут быть очень большими и поэтому тоже могут размещаться в виртуальной памяти, при этом обращение к виртуальной памяти как бы удваивается – вначале для загрузки части таблицы, а затем для загрузки самой страницы.

Для ускорения работы виртуальной памяти используется высокоскоростной кэш (или буфер поиска трансляции) для хранения записей таблицы страниц, которые использовались последними и вероятнее всего будут использоваться и следующими. При этом поиск таблицы страниц сначала выполняется в кэше, а затем в виртуальной памяти.

Кэш – память

Для ускорения обращений процессора к памяти используется кэш-память. Эта память более скоростная, чем оперативная и непосредственно связана с процессором. В этой памяти размещаются последние данные, с которыми работал процессор и с которыми, вероятнее всего, он будет работать еще. Выбор блоков. Которые нужно оставить в КЭШе, а какие выгрузить из него определяется путем подсчет количества обращений к этому блоку и времени последнего обращения. Поэтому процессор сначала обращается к кэш-памяти и ищет в ней данные и, если их в ней нет, то из оперативной памяти в кэш считывается блок памяти с нужными данными и продолжается выборка данных из кэша процессором. Таким образом, процессор чаще всего работает с кэш памятью, которая более быстрая, чем оперативная и, следовательно, значительно ускоряется работа с памятью. Считывание информации и загрузка в кэш выполняется блоками. Поэтому выборка из кэша в пределах блока не требует дополнительных обращений к памяти.

Вопросы на повторение:

· Какие задачи стоят перед разработчиками ОС по управлению памятью. Как распределялась память в первых ОС. За счет чего получается ускорение работы с оперативной памятью при наличии кэш-памяти.

· Принцип фиксированного и простого динамического распределения памяти.

· Принцип работы страничной памяти и сегментированной (в чем отличия). Как работает смешанная система страничной памяти и сегментированной

· Назначение и принцип работы виртуальной памяти. Какой механизм разработан для ускорения работы виртуальной памяти.

Дата добавления: 2014-12-07