1. Сторінкова модель пам'яті.

     Сторінкову організацію пам'яті легко представити як багатосегментну модель з фіксованим розміром сегменту. Такі сегменти називаються сторінками. Вся доступна реальна пам'ять розбивається на сторінкових кадрів (page frame), причому межі кадрів в реальній пам'яті фіксовані. Іншими словами, реальна пам'ять представляється як масив сторінкових кадрів. Віртуальна адреса складається з номера сторінки і зсуву в сторінці, система підтримує таблицю дескрипторів сторінок для кожного процесу. Дескриптор сторінки в основному подібний до дескриптора сегменту, але в нім може бути скорочена розрядність поля base, оскільки в нім зберігається не повна реальна адреса, а тільки номер сторінкового кадру, а необхідність в полі size взагалі відпадає, оскільки розмір сторінок фіксований.

      Проблема розміщення значно спрощується, оскільки будь-який сторінковий кадр підходить для розміщення будь-якої сторінки, необхідно тільки вести облік вільних кадрів. За рахунок цього сторінкова організація виявляється зручною навіть за відсутності свопінгу, оскільки дозволяє розмістити безперервний віртуальний адресний простір в несуміжних сторінкових кадрах. (Іноді для позначення свопінгу на рівні сторінок застосовують спеціальний термін "paging" - сторінковий обмін.) Зовнішні дірки в сторінковій моделі відсутні, зате з'являються внутрішні дірки за рахунок недовикористаних сторінок. За наявності в системі свопінгу нульове значення бита present викликає переривання-пастку "сторінкову відмову" (page falure) і підкачку сторінки в реальну пам'ять. Для обліку занятых/свободных сторінок підходить техніка бітової карти, але більшість ОС використовують як елементи карти (таблиці сторінкових кадрів) не биті, а куди складніші структури, з яких можуть складатися і багатозв'язкові списки (у тому числі і списки вільних кадрів).

     Який розмір сторінки вигідніший - великий або малий? Міркування, які можуть вплинути на вибір розміру наступні:

• при малих сторінках виходять менші внутрішні дірки;

• при малих сторінках менше вірогідність сторінкової відмови (оскільки більше сторінок поміщаються в пам'яті);

• при великих сторінках менші апаратні витрати (оскільки розбиття пам'яті на великі блоки обійдеться дешевшим);

• при великих сторінках менші заголовні дірки і витрати на пошук і управління сторінками (таблиці мають менший розмір);

• при великих сторінках вище ефективність обміну із зовнішньою пам'яттю.

2. Програмні канали.

Програмний канал по-англійськи називається pipe (труба), і це вельми вдала назва. Канал дійсно можна представити як трубопровід пневматичної пошти, прокладений між двома процесами, як показано на рис.9.1. По цьому трубопроводу дані передаються від одного процесу до іншого. Як і трубопровід, програмний канал однонаправлений (хоча, наприклад, в Unix одним системним викликом створюються відразу два різноспрямовані канали). Як і трубопровід, програмний канал має власну ємкість: дані записані в канал, не обов'язково повинні негайно вибиратися не протилежному його кінці, але можуть накопичуватися в каналі, поки це дозволяє його ємкість. Як і трубопровід, канал працює по дисципліні FIFO: перший увійшов - перший вийшов. Зі всіх засобів взаємодії між процесами канали (pipe) краще всього вписуються в модель віртуальних комунікаційних портів. Канал для процесу практично аналогічний файлу. Спеціальні системні виклики типу createPipe, openPipe використовуються для створення каналу і діставання доступу до каналу, а для роботи з каналом використовуються ті ж виклики read і write, що і для файлів, і навіть закриття каналу виконується файловим системним викликом close. При створенні каналу для нього створюється дескриптор, як для відкритого файлу, що дозволяє працювати з ним далі, як з файлом. Канал, проте, є не зовнішніми даними, а областю пам'яті. Для каналу виділяється пам'ять в системній області, що може обмежувати ємкість каналу. Найчастіше використовуються неіменовані канали, як засіб зв'язку між батьком і нащадком. Операція створення неіменованого каналу повертає два файлові маніпулятори: для читання і для запису. Процес-предок передає ці маніпулятори процесу-нащадкові. Якщо зв'язок між предком і нащадком однонаправлений, то кожен з них закриває канал по одному з маніпуляторів. Наприклад, якщо дані передаються тільки від предка до нащадка, то предок після передачі маніпуляторів закриває канал на читання, а нащадок - на запис. Приклад встановлення такого зв'язку в ОС Unix приведений в розділі 11, у фрагменті програми командного інтерпретатора.

Билет №17