Нарисуйте обобщенную структуру программы в памяти. Каким образом на нее может повлиять использование сегментной модели виртуальной памяти?
?????????обобщенная структура программы в памяти??????
Сегментная организация виртуальной памяти
Механизм организации виртуальной памяти, при котором виртуальное пространство делится на части произвольного размера — сегменты. Этот механизм позволяет, к примеру, разбить данные процесса на логические блоки. Для каждого сегмента, как и для страницы, могут быть назначены права доступа к нему пользователя и его процессов. При загрузке процесса часть сегментов помещается в оперативную память (при этом для каждого из этих сегментов операционная система подыскивает подходящий участок свободной памяти), а часть сегментов размещается в дисковой памяти. Сегменты одной программы могут занимать в оперативной памяти несмежные участки. Во время загрузки система создает таблицу сегментов процесса (аналогичную таблице страниц), в которой для каждого сегмента указывается начальный физический адрес сегмента в оперативной памяти, размер сегмента, правила доступа, признак модификации, признак обращения к данному сегменту за последний интервал времени и некоторая другая информация. Если виртуальные адресные пространства нескольких процессов включают один и тот же сегмент, то в таблицах сегментов этих процессов делаются ссылки на один и тот же участок оперативной памяти, в который данный сегмент загружается в единственном экземпляре. Система с сегментной организацией функционирует аналогично системе со страничной организацией: время от времени происходят прерывания, связанные с отсутствием нужных сегментов в памяти, при необходимости освобождения памяти некоторые сегменты выгружаются, при каждом обращении к оперативной памяти выполняется преобразование виртуального адреса в физический. Кроме того, при обращении к памяти проверяется, разрешен ли доступ требуемого типа к данному сегменту.
Виртуальный адрес при сегментной организации памяти может быть представлен парой (g, s), где g — номер сегмента, а s — смещение в сегменте. Физический адрес получается путем сложения начального физического адреса сегмента, найденного в таблице сегментов по номеру g, и смещения s.
Недостатком данного метода распределения памяти является фрагментация на уровне сегментов и более медленное по сравнению со страничной организацией преобразование адреса.
Сформулируйте алгоритм выбора кандидата на удаление из кэша “Часы”. В чем его преимущества и недостатки?
Алгоритм «часы»
Хотя алгоритм «вторая попытка» является корректным, он слишком неэффективен,
потому что постоянно передвигает страницы по списку. Поэтому лучше хранить все
страничные блоки в кольцевом списке в форме часов, как показано на рис. 6. Стрелка
указывает на старейшую страницу.
Когда происходит страничное прерывание, проверяется та страница, на которую
направлена стрелка. Если ее бит R равен 0, страница выгружается, на ее место в
часовой круг встает новая страница, а стрелка сдвигается вперед на одну позицию.
Если бит R равен 1, то он сбрасывается, стрелка перемещается к следующей странице.
Этот процесс повторяется до тех пор, пока не находится та страница, у которой бит R =
0. Неудивительно, что этот алгоритм называется «часы». Он отличается от алгоритма
«вторая попытка» только своей реализацией.
"Часы" реализуются так: элементы кэша хранятся в виде списка, по которому указатель перемещается каждый раз, когда нужно найти свободный участок. Записи помечаются флагом "используется", который определяет, что указатель должен освобождать эту запись для последующего использования. Каждый раз, когда указатель находит запись с флагом, он сбрасывает флаг, чтобы при следующем проходе запись могла быть освобождена. Освобождение записи кэша возможно только при не установленном для неё флаге "используется", поэтому, указатель проходит по списку записей, пока не обнаружит запись без флага, после полного прохода по списку - начиная с его начала, по кругу, вследствие чего алгоритм и получил свое название.
Недостатки: строгая цикличность замедляет работу.
Преимущества: простота и надежность.