1. Политика распределения памяти
Алгоритмы замещения бывают: локальные, глобальные.
Можно поровну распределять страничные блоки между процессами.
Такой подход справедлив, но не эффективен, т.к. процессы разные.
Можно распределять страничные блоки между процессами, в зависимости от размеров процесса
Размер процесса динамически меняется, поэтому определить размер динамически сложно.
Частота страничных прерываний- может служить показателем потребности процесса в страницах.
Чем больше частота, тем больше памяти необходимо процессу.
2 Размеры страниц
Есть два крайних случая:
Маленькие страницы - улучшает распределение памяти, но увеличивает таблицу и частые переключения уменьшают производительность.
Большие страницы - наоборот.
3 Совместно используемые страницы
Два процесса могут содержать в таблицах страниц указатели на общие страницы. В случае разделения пространств команд и данных это легко реализуется. Эти данные используются в режиме чтения.
4 Политика очистки страниц
Лучше всегда держать в запасе свободные блоки, освобождая их заранее, чем при нехватке памяти, искать и освобождать их.
Страничный демон- программа, периодически проверяющая состояние памяти, если занято много блоков, то производит выборочную выгрузку страниц.
Особенности реализации в Windows
В Windows системах сегментация (следующая лекция) не поддерживается. Поэтому каждому процессу выделяется виртуальное адресное пространство в 4 Гбайт (ограничение 32 разрядов). Нижние 2 Гбайт доступны для процесса, а верхние 2 Гбайт отображаются на память ядра.
Области в 64 Кбайт в начале и в конце, используются для защиты виртуального адресного пространства процесса, при попытке чтения или записи в эти области будет вызвано прерывание.
Устройства и программное обеспечение ввода-вывода
Четыре уровня ввода-вывода:
1 Обработчики прерываний
Прерывания должны быть скрыты как можно глубже в недрах операционной системы, чтобы как можно меньшая часть ОС имела с ними дело. Лучше всего блокировать драйвер, начавший ввод-вывод.
2 Драйвера устройств
Драйвер устройства - необходим для каждого устройства. Для разных ОС нужны разные драйверы. Драйвера должны быть частью ядра (в монолитной системе), что бы получить доступ к регистрам контроллера.
Это одна из основных причин приводящих к краху операционных систем. Потому что драйверы, как правило, пишутся производителями устройств, и вставляются в ОС.
Драйвера должны взаимодействовать с ОС через стандартные интерфейсы.
Стандартные интерфейсы, которые должны поддерживать драйвера:
Для блочных устройств
Для символьных устройств
3 Независимое от устройств программное обеспечение ввода-вывода
Функции независимого от устройств программного обеспечения ввода-вывода:
Единообразный интерфейс для драйверов устройств,
Буферизация
Сообщения об ошибках
Захват и освобождение выделенных устройств (блокирование)
Размер блока, не зависящий от устройств
Единообразный интерфейс для драйверов устройств
Кроме интерфейса, в него также входят проблемы,
именование устройств
защита устройств
Буферизация
a) Не буферизованный ввод - после ввода каждого символа происходит прерывание
b) Буферизация в пространстве пользователя - приходится держать загруженными необходимые страницы в памяти.
c) Буферизация в ядре с копированием в пространство пользователя - страница загружается только когда буфер полный. Проблема может возникнуть, когда буфер полный, а страница еще не загружена.
d) Двойная буферизация в ядре - если один буфер заполнен, и пока он выгружается, символы пишутся во второй буфер.