Стратегии размещения информации в оперативной памяти

Известно несколько таких стратегий, и наиболее популярны из них следующие:

1. Стратегия НАИБОЛЕЕ подходящего;

2. Стратегия ПЕРВОГО подходящего;

3. Стратегия НАИМЕНЕЕ подходящего.

Приведенные выше стратегии имеют следующие особенности:

1. Отыскивается участок оперативной памяти, наиболее подходящий (соответствующий) по размеру помещаемому фрагменту. Таким образом, остающийся неиспользуемый участок памяти минимален.

2. Находится участок памяти, первый встреченный, в который может помещаться задание. Очевидно, что при использовании этой стратегии, БЫСТРО принимается решение о размещении задания.

3. Задание помещается в самый большой из возможных участков оперативной памяти, пригодных для размещения задания. Это кажется парадоксальным, однако интуитивно ясно, что после помещения программы в большой участок памяти, остаток будет также довольно большой, и в нем можно будет разместить относительно большое новое задание.

Для осуществления подобных стратегий таблицы свободных участков памяти должны быть упорядочены по-разному. Упорядоченность зависит от стратегии размещения:

1. по возрастанию размера участка;

2. по адресам или в случайном порядке;

3. по убыванию размеров свободных участков.

Описанное выше проиллюстрировано на рисунке 15:

Рисунок 15 – Стратегии размещения информации в оперативной памяти

Распределение памяти разделами переменной величины

В этом случае память машины не делится заранее на разделы. Сначала вся память свободна. Каждой вновь поступающей задаче выделяется необходимая ей память. Если достаточный объем памяти отсутствует, то задача не принимается на выполнение и стоит в очереди. После завершения какой-либо задачи память освобождается, и на освободившееся место может быть загружена другая задача. Таким образом, в произвольный момент времени оперативная память представляет собой случайную последовательность занятых и свободных участков (разделов) произвольного размера. На рисунке 16 показано состояние памяти в различные моменты времени при использовании динамического распределения. Так в момент t0 в памяти находится только ОС, а к моменту t1 память разделена между 5 задачами, причем задача П4, завершаясь, покидает память. На освободившееся после задачи П4 место загружается задача П6, поступившая в момент t3.

Рисунок 16 - Распределение памяти динамическими разделами

Задачами операционной системы при реализации данного метода управления памятью является:

· ведение таблиц свободных и занятых областей, в которых указываются начальные адреса и размеры участков памяти,

· при поступлении новой задачи - анализ запроса, просмотр таблицы свободных областей и выбор раздела, размер которого достаточен для размещения поступившей задачи,

· загрузка задачи в выделенный ей раздел и корректировка таблиц свободных и занятых областей,

· после завершения задачи корректировка таблиц свободных и занятых областей.

Программный код не перемещается во время выполнения, то есть может быть проведена единовременная настройка адресов посредством использования перемещающего загрузчика.

Выбор раздела для вновь поступившей задачи может осуществляться по разным правилам, таким, например, как "первый попавшийся раздел достаточного размера", или "раздел, имеющий наименьший достаточный размер", или "раздел, имеющий наибольший достаточный размер". Все эти правила имеют свои преимущества и недостатки.

По сравнению с методом распределения памяти фиксированными разделами данный метод обладает гораздо большей гибкостью, но ему присущ очень серьезный недостаток - фрагментация памяти. Фрагментация - это наличие большого числа несмежных участков свободной памяти очень маленького размера (фрагментов). Настолько маленького, что ни одна из вновь поступающих программ не может поместиться ни в одном из участков, хотя суммарный объем фрагментов может составить значительную величину, намного превышающую требуемый объем памяти.

Перемещаемые разделы

Одним из методов борьбы с фрагментацией является перемещение всех занятых участков в сторону старших либо в сторону младших адресов, так, чтобы вся свободная память образовывала единую свободную область (рисунок 17). В дополнение к функциям, которые выполняет ОС при распределении памяти переменными разделами, в данном случае она должна еще время от времени копировать содержимое разделов из одного места памяти в другое, корректируя таблицы свободных и занятых областей. Эта процедура называется "сжатием". Сжатие может выполняться либо при каждом завершении задачи, либо только тогда, когда для вновь поступившей задачи нет свободного раздела достаточного размера. В первом случае требуется меньше вычислительной работы при корректировке таблиц, а во втором - реже выполняется процедура сжатия. Так как программы перемещаются по оперативной памяти в ходе своего выполнения, то преобразование адресов из виртуальной формы в физическую должно выполняться динамическим способом.

Рисунок 17 - Распределение памяти перемещаемыми разделами

Хотя процедура сжатия и приводит к более эффективному использованию памяти, она может потребовать значительного времени, что часто перевешивает преимущества данного метода.

Методы распределения памяти

с использованием дискового пространства

Дата добавления: 2014-01-04