26. Сегментно-страничная организация памяти

Логическое пространство процесса разбивается по смыслу на сегменты, каждый из которых разбивается на страницы одинакового размера. Страницы отображаются в фреймах физического пространства. Логический адрес представляет собой тройку чисел:

1) номер сегмента, по которому получается его таблица страниц

2) номер страницы, по которой получается номер фрейма, в которой она отображена.

3) смещение внутри страницы, с использованием которого получается адрес физической ячейки.

Достоинства: осмысленность разбиения на сегменты сочетается с отсутствием фрагментации страничного подхода.

27. Понятие виртуальной памяти. Страничный механизм трансляции.

Виртуальная память, в отличие от свопинга, позволяет отображать в физической памяти в физическом адресном пространстве только некоторую часть логического адресного пространства процесса, загружая и выгружая нужные части по необходимости.

Достоинства: логическое пространство процесса может быть значительно больше, чем физическая память, и практически не ограничивается по размеру. Увеличивается число процессов, которые могут одновременно отображаться в физическую память.

Недостаток: возможная потеря производительности из-за необходимости периодической загрузки и выгрузки частей процесса во вторичную память (на жесткий диск).

Страничное нарушение (pagefault) – это исключение, происходящее при обращении процесса к ячейке памяти, принадлежащей той части логического адресного пространства, которая в данный момент не отображена в физическую память. Виртуальная память может реализовываться страничной или сегментно-страничной схемой, поэтому страничное нарушение происходит при обращении к странице, которой нет в физической памяти. Локальность – это свойство реальных программ, согласно которому в течение небольшого периода времени процесс использует небольшое количество страниц логического пространства.

Рабочее множество процесса (workingset) – это набор виртуальных страниц, к которым, согласно свойству локальности, процесс будет обращаться в ближайшее время. С течением времени рабочее множество изменяется качественно, не сильно меняясь количественно.

Резидентное множество процесса – набор физических фреймов, выделенных процессу. Соответствие между логической страницей и физическим фреймом фиксируется в таблице страниц процесса, каждая запись которой содержит также биты доступа, бит модификации, счетчик обращений (необязательный).

С трока обращений – это последовательность страниц, к которым в течение жизнедеятельности обращается процесс.

Трэшинг (thrashing) – пробуксовка – ситуация, при которой процессор тратит значительно больше времени на организацию загрузки-выгрузки страниц, чем на выполнение кода.

p f

n

При появлении трэшинга приходится увеличивать размер резидентного множества процесса, уменьшая количество фреймов, выделенных другим процессом. Вследствие этого попытка избежать трэшинга для одного процесса может привести к трэшингу других. Подсистема управления виртуальной памятью вынуждена постоянно следить за резидентными и рабочими множествами, изменять их параметры и используемые алгоритмы во избежание трэшинга.

СТРАНИЧНЫЙ МЕХАНИЗМ ТРАНСЛЯЦИИ