Простое непрерывное распределение и распределение с перекрытием (оверлейные структуры)

Простое непрерывное распределение — это самая простая схема, согласно кото­рой вся память условно может быть разделена на три части:

Q область, занимаемая операционной системой;

Q область, в которой размещается исполняемая задача;

Q незанятая ничем (свободная) область памяти.

Изначально являясь самой первой схемой, она продолжает и сегодня быть до­статочно распространенной. Эта схема предполагает, что ОС не поддерживает мультипрограммирование, поэтому не возникает проблемы распределения памя­ти между несколькими задачами. Программные модули, необходимые для всех программ, располагаются в области самой ОС, а вся оставшаяся память может быть предоставлена задаче. Эта область памяти при этом получается непрерыв­ной, что облегчает работу системы программирования. Поскольку в различных однотипных вычислительных комплексах может быть разный состав внешних устройств (и, соответственно, они содержат различное количество драйверов), для системных нужд могут быть отведены отличающиеся объемы оперативной памяти, и получается, что можно не привязывать жестко виртуальные адреса программы к физическому адресному пространству. Эта привязка осуществля­ется на этапе загрузки задачи в память.

Чтобы для задач отвести как можно больший объем памяти, операционная сис­тема строится таким образом, что постоянно в оперативной памяти располагает­ся только самая нужная ее часть. Эту часть ОС стали называть ядром. Осталь­ные модули ОС могут быть обычными диск-резидентными (или транзитными), то есть загружаться в оперативную память только по необходимости, и после своего выполнения вновь освобождать ламять.

Такая схема распределения влечет за собой два вида потерь вычислительных ре­сурсов — потеря процессорного времени, потому что процессор простаивает, пока задача ожидает завершения операций ввода/вывода, и потеря самой опера­тивной памяти, потому что далеко не каждая программа использует всю память, а режим работы в этом случае однопрограммный. Однако это очень недорогая реализация и можно отказаться от многих функций операционной системы. В част­ности, такая сложная проблема, как защита памяти, здесь вообще не стоит. Мы не будем рассматривать все различные варианты простого непрерывного рас­пределения памяти, которых было очень и очень много, а ограничимся схемой распределения памяти для MS-DOS (см. раздел «Распределение оперативной памяти в MS-DOS», глава 2).

Если есть необходимость создать программу, логическое (и виртуальное) адрес­ное пространство которой должно быть больше, чем свободная область памяти, или даже больше, чем весь возможный объем оперативной памяти, то исполь­зуется распределение с перекрытием (так называемые оверлейные структуры¹). .Этот метод распределения предполагает, что вся программа может быть разбита на части — сегменты. Каждая оверлейная программа имеет одну главную часть (main) и несколько сегментов (segment), причем в памяти машины одновремен­но могут находиться только ее главная часть и один или несколько не перекры­вающихся сегментов.