Сегментно-страничный способ организации виртуальной памяти

Суть данного подхода состоит в следующем. Программа разбивается на логически законченные части − сегменты, каждый из которых размещается на некотором (от 1 до n) количестве стандартных страниц памяти.

Премещение данных между основной и внешней памятью осуществляется страницами. Однако разбиение на сегменты позволяет определять разные права доступа к разным частям кода и данных программы. С каждым процессом связана одна таблица сегментов и несколько (по одной на сегмент) таблиц страниц. Начальный адрес таблицы сегментов извлекается из регистра процессора. Первая компонента виртуального адреса содержит номер сегмента, который служит указателем в таблице сегментов на таблицу страниц. Вторая компонента виртуального адреса (смещение относительно начала сегмента) состоит из двух полей: номера виртуальной страницы, который служит указателем в таблице страниц на физическую страницу и смещения относительно начала страницы.

Данный метод вносит ещё большую задержку доступа к памяти. Необходимо сначала вычислить адрес дескриптора сегмента и прочитать его, затем вычислить адрес элемента таблицы страниц этого сегмента и извлечь из памяти необходимый элемент, а уже затем, приписав к номеру физической страницы номер ячейки в странице, получить окончательный физический адрес этого элемента. Величина задержки здесь примерно втрое больше, чем при простой прямой адресации. Для уменьшения задержки вводится кэширование.

В целом, преобразование виртуального адреса в физический адрес происходит в два этапа:

• На первом этапе исходный виртуальный адрес, заданный в виде пары (номер сегмента, смещение), преобразуется в промежуточный линейный виртуальный адрес байта. Линейный виртуальный адрес вычисляется путем сложения базового адреса сегмента, извлеченного из дескриптора, и смещения (если доступ к сегменту разрешен).

На втором этапе полученный линейный виртуальный адрес преобразуется в искомый физический адрес на основе страничного механизма преобразования. При этом линейный виртуальный адрес представляется в виде пары (номер страницы, смещение в странице).

Сегментно-страничная организация виртуальной памяти позволяет совместно использовать одни и те же сегменты данных и программного кода в виртуальной памяти разных задач (для каждой виртуальной памяти существует отдельная таблица сегментов, но для совместно используемых сегментов поддерживаются общие таблицы страниц).

Дата добавления: 2014-01-06