41. Классификация методов распределения памяти

Все алгоритмы распределения памяти разделены на два класса: алгоритмы, в которых используется перемещение сегментов процессов между оперативной памятью и диском, и алгоритмы, в которых внешняя память не привлекается.

Распределение памяти фиксированными разделами состоит в том, что память разбивается на несколько областей фиксированной величины, называемых разделами.

Распределение памяти перемещаемыми разделами состоит в перемещении всех занятых участков в сторону старших и младших адресов, так, чтобы вся свободная память образовала единую свободную область. При завершении процесса, или когда не хватает памяти для загрузки очередного процесса выполняется процедура сжатия.

Динамическое распределение памяти заключается в том, что каждому вновь поступающему на выполнение приложению на этапе создания процесса выделяется вся необходимая ему память. После завершения процесса память освобождается, и на это место может быть загружен другой процесс.

Страничная виртуальная память организует перемещение данных между ОП и внешней памятью страницами – частями виртуального адресного пространства фиксированного и сравнительно небольшого размера. Виртуальное адресное пространство делится на виртуальные страницы, размерами равными степени 2 (1024, 4096 и т.д.).

Сегментная виртуальная память предусматривает перемещение данных сегментами – частями виртуального адресного пространства произвольного размера. Виртуальный адрес определяется номером сегмента и смещением внутри сегмента; физический - сложением базового адреса сегмента и смещения в сегменте. Сегменты имеют разные размеры, базовые адреса не являются степенями 2.

В сегментно-страничном распределении виртуальное адресное пространство делится на сегменты, а затем сегменты делятся на страницы. Единица перемещения – страница. Виртуальное адресное пространство процесса разделено на виртуальные сегменты. Все сегменты образуют одно виртуальное пространство. Виртуальный адрес получается сложением начального виртуального адреса сегмента со смещением, а физический – механизмом перехода от виртуальных страниц к физическим.

42. Распределение памяти фиксированными разделами

Простейший способ управления ОП состоит в том, что память разбивается на несколько областей фиксированной величины, называемых разделами. Такое разбиения может быть выполнено вручную оператором во время старта системы или во время ее установки. После этого границы разделов не изменяются. Очередной новый процесс, поступивший на выполнение, помещается либо в общую очередь, либо в очередь к некоторому разделу.

Подсистема управления памятью выполняет следующие задачи:

– сравнивает объем памяти, требуемый для вновь поступившего процесса, с размерами свободных разделов и выбирает подходящий раздел;

– осуществляет загрузку подпрограммы в один из разделов и настройку адресов;

При очевидном преимуществе - простоте реализации - данный метод имеет существенный недостаток - жесткость. Так как в каждом разделе может выполняться только одна программа, то уровень мультипрограммирования заранее ограничен числом разделов не зависимо от того, какой размер имеют программы. Даже если программа имеет небольшой объем, она будет занимать весь раздел, что приводит к неэффективному использованию памяти. С другой стороны, даже если объем оперативной памяти машины позволяет выполнить некоторую программу, разбиение памяти на разделы не позволяет сделать этого.

Такой способ управления памятью применялся в ранних мультипрограммных ОС. Однако и сейчас метод распределения памяти фиксированными разделами находит применение в системах реального времени, в основном благодаря небольшим затратам на реализацию. Детерминированность вычислительного процесса систем реального времени компенсирует недостаточную гибкость данного способа управления памятью.