26. Иерархия зу. Классификация зу.

Существует множество классификаций запоминающих устройств (ЗУ) по различным характеристикам

• Основные параметры ЗУ:

– Информационные

– Конструктивные

– Надежностные

– Эксплуатационные

Наибольшее влияние на производительность ОС оказывают информационные параметры.

• Классификация ЗУ по способу организации доступа к информации:

• ЗУ с последовательным доступом

• ЗУ с прямым доступом

• Классификация ЗУ по времени хранения информации:

• Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

• Программируемое ПЗУ (ППЗУ)

• Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

• Внешнее запоминающее устройство (ВЗУ)

• Классификация ЗУ по быстродействию:

Для рационального использования ЗУ и достижения максимальной эффективности и экономичности ЗУ распределяют по нескольким иерархическим уровням.

Иерархия

В основе иерархии лежат ВЗУ (это магнитные ленты, накопители на жестких магнитных дисках, оптические диски), имеющие большую емкость и низкое быстродействие.

На следующем уровне располагаются более быстродействующие и менее объемные ОЗУ

Для хранения данных, к которым необходимо обеспечить быстрый доступ, используются компактные быстродействующие ЗУ – кэш-память

Самый верхний уровень образуют внутренние регистры процессора, также использующиеся

для промежуточного хранения данных.

27. Типы адресов памяти. Способы структурирования вап процесса.

Типы адресов

Для идентификации переменных и команд на разных этапах жизненного цикла программы используются символьные имена (метки), виртуальные адреса и физические адреса (рис. 5.1).

• Символьные имена присваивает пользователь при написании программы на алгоритмическом языке или ассемблере.

• Виртуальные адреса, называемые иногда математическими, или логическими адресами, вырабатывает транслятор, переводящий программу на машинный язык. Поскольку во время трансляции в общем случае не известно, в какое место оперативной памяти будет загружена программа, то транслятор присваивает переменным и командам виртуальные (условные) адреса, обычно считая по умолчанию, что начальным адресом программы будет нулевой адрес.

• Физические адреса соответствуют номерам ячеек оперативной памяти, где в действительности расположены или будут расположены переменные и команды.

Структурирование ВАП процесса

Выше рассматривалось определение ВАП процесса как совокупности всех виртуальных адресов процесса

• Диапазон возможных адресов ВАП у всех процессов является одним и тем же

• Но: каждый процесс имеет собственное ВАП – транслятор присваивает ВА данным и кодам каждой программы

независимо

• В одних ОС ВАП процесса представлено в виде непрерывной линейной последовательности ВА

• Такую структуру пространства называют плоской При плоской организации виртуальному адресу соответствует единственное число, представляющее собой смещение относительно начала ВАП.

• В других ОС ВАП делится на части, называемые по-разному, но чаще пользуются термином сегмент

• Здесь ВА – это пара чисел (S, O), где S– номер сегмента, а O – смещение внутри него.

• Совпадение ВА у различных процессов не приводит к конфликтам, так как ОС отображает их на разные ФА

• При этом отображается либо все ВАП, либо его часть

• Существуют два основных способа преобразования ВА в ФА

• В первом случае замена ВА на ФА выполняется один раз для каждого процесса во время начальной загрузки

программы в память специальной системной программой – перемещающим загрузчиком.

Второй способ заключается в том, что программа загружается в память в неизменном виде в ВА

• При загрузке ОС запоминает смещение реального расположения кода относительно ВАП

• Во время выполнения программы при каждом обращении к ОП выполняется динамическое преобразование ВА в ФА

• Различают максимально возможное ВАП процесса и назначенное (выделенное) процессу ВАП.

Размер максимально возможного ВАП определяется архитектурой устройства, на котором выполняется ОС, в том числе и его разрядностью

• Назначенное ВАП представляет собой набор ВА, действительно нужных процессу для работы, которые назначаются программе транслятором

• При создании процесса ОС фиксирует назначенное ВАП в своих таблицах

• Во время работы процесс может изменять размер назначенного ему ВАП путем запроса на создание дополнительных сегментов или увеличения размера уже существующих.