Страничный способ распределения памяти

Распределение памяти статическими и динамическими разделами.

Лекция 10-11

Тема: Управление памятью в ОС.

План

1Распределение памяти статическими и динамическими разделами.

2 Сегментный способ распределения памяти

3. Страничный способ распределения памяти.

4 Алгоритмы замещения страниц.

5 Виртуальная память

Оперативная память задаче может выделяться следующими способами:

1) одним сплошным участком «Непрерывное распределение памяти»(MS DOS):

а)С фиксированными границами (статическими)

б)С динамическим границами (подвижными)

2) Несколькими порциями, которые могут быть различны в разных областях памяти. «Разрывное распределение»(windows).

а) сегментный способ;

б) страничный способ.

а ) в Разделении с фиксированными границами Оперативная память заранее распределяется на определённые разделы.

Каждая поступившая задача попадает в свободный раздел. И основным недостатком является, то, что появляется большое количество свободных участков. Это называется фрагментацией оперативной памяти. В связи с этим для новой задачи может не оказаться свободного раздела, хотя общий объём свободной памяти большой. Частично данные недостатки были ликвидированы в разделении с подвижными границами.

б) в разделении с динамическим границами под задачу отводится раздел такого объёма, который необходим, выделение раздела памяти происходит непосредственно при появлении новой задачи. Одна из первых ОС которая использовалась данным способом называлась OS MUT (в 70-ых гг). В этой ОС специальный планировщик (диспетчер памяти) ведёт список свободных адресов. При появлении новой задачи он просматривает список и выделяет раздел памяти нужного объёма или чуть больше, при этом список изменяется. При освобождении раздела диспетчер пытается объединить его со свободным (если есть такой соседний).

2 Сегментный способ распределения памяти

Сегментный способ был самым первым. При этом программа делится на части – сегменты. Каждой части соответствует свой раздел оперативной памяти. Логически обращения к элементам программы состоит из имени сегмента и смещения относительно начала сегмента. Физически имя сегмента будет соответствовать некоторому адресу, с которого начинается этот сегмент, и смещение должно прибавляться к этому базовому адресу. Вся информация о размещении сегментов задачи хранится в таблице дескрипторов сегментов. Дескриптор сегмента хранит место положение сегмента, длину сегмента, бит присутствия (если бит присутствия равен единице, то значит сегмент находится в оперативной памяти; если он равен нулю. То сегмент находится во внешней памяти). Если происходит обращение к сегменту, который находится во внешней памяти, то происходит прерывание и управление передаётся диспетчеру памяти. Если в оперативной памяти нет свободного места, то происходит выгрузка некоторого сегмента из оперативной памяти во внешнюю. Отбор выгружаемого сегмента может происходить по одному из четырёх вариантов:

1) выгружается сегмент, который был загружен первый;

2) выгружается сегмент, который реже всех используется;

3) выгружается сегмент, который дольше всех не использовался;

4) случайный выбор сегмента.

Переход сегмента из внешней памяти в оперативную и наоборот называется свопингом.

Достоинства:

1) в оперативной памяти могут находиться только части задачи;

2) некоторые программные модули могут быть разделяемыми.

Недостатки: большой расход системных ресурсов.

Впервые данный способ был реализован ОС OS/2 U1 (1987 г).

При страничном разделении каждая задача делится на равные части кроме последнего. При этом говорят, что каждая часть называется страницей, что вся оперативная память разделена на физические страницы, а задача разделена на виртуальные страницы. Часть виртуальных страниц хранится в оперативной памяти, а часть во внешней - в файле подкачки. Разбиение оперативной памяти на страницы привело к тому, что виртуальное адресное пространство стало двумерным. Первая координата – это номер страницы, а вторая координата – это номер ячейки страницы. Вся информация о задаче хранится в таблице деспринтеров страниц. Деспринтер хранит номер страницы и бит присутствия. Если выгружается та страница, которая является активной, то происходит явление пробуксовки. Чтобы уменьшить пробуксовку можно увеличить объём оперативной памяти, либо уменьшить количество одновременно выполняемых задач. В ОС Linux используется самый рациональный вариант, т.е. выгружается страница которая дольше всех не использовалась. В ОС Windows NT/2000/XP используется нерациональная организация памяти, т.е. выгружается та страница которая была загружена первой. При таком способе часто возникает пробуксовка. Для уменьшения этого является, используется буферизация страниц. Страница кандидат на выгрузку помещается в буфер. Если обращаться к странице продолжается или возобновляется, та страница возвращения в оперативной памяти и ставится в конец списка страниц. Если же обращения к странице не происходит, то она уходит во внешнюю память.

Дата добавления: 2014-01-06