Сегментное распределение памяти
Страничное распределение не учитывает смысла.
С ним нельзя организовать дифференцированный доступ к разным частям программы.
Также разбиение по смыслу позволило бы совместное использование подпрограмм разными процессами, без дублирования кодов этой подпрограммы.
Это позволяет сделать сегментное распределение памяти.
ВАП процесса делится на сегменты (по смыслу) – либо по принятым в системе законам либо по указаниям программиста.
Максимальный размер сегмента ограничен разрядностью процессора (32 разряда – 4 Гбайт)
Диапазон адресов одного сегмента – 0000 0000 – FFFF FFFF
Сегменты не упорядочены друг относительно друга (нет общего линейного виртуального адреса)
Виртуальный адрес = номер сегмента + линейный виртуальный адрес внутри сегмента.
При создании процесса ОС формирует таблицу сегментов. Для каждого сегменты указаны:
Базовый физический адрес сегмента в ОП
Размер сегмента
Правила доступа к нему
Признаки модификации, присутствия и обращения и еще чего-то.
Если ВАП двух процессов включают один сегмент, то в их таблицах просто есть ссылки на один и тот же сегмент.
Очень похоже на страничную организацию, но:
Сегменты имеют произвольный размер, поэтому физический адрес получается путем сложения базового адреса сегмента (берется по номеру сегмента) и смещения. Конкатенация не прокатит.
Сложение замедляет процедуру преобразования адреса.
Избыточность – для работы программы часто не нужен целый сегмент
И самое страшное – ФРАГМЕНТАЦИЯ. Возникает из-за непредсказуемости размера сегмента.
Плюс:
Возможность задавать разные права доступа к разным сегментам (это невозможно со страничной организацией)
Сегментно-страничное распределение
Комбинация страничного и сегментного методов.
Сочетает плюсы обоих подходов (должен, по крайней мере);
ВАП делится на сегменты (можно задавать права доступа)
Сегменты делятся на страницы фиксированного размера – перемещение данных осуществляется страницами (минимизация фрагментации)
Сегменты образуют линейное адресное пространство
Адрес можно задавать:
** либо линейным адресом
** либо парой чисел: номер сегмента + смещение (ОС делает так, т.к. это позволяет проверить права доступа к сегменту)
Напрочь не понимаю, что на этой картинке нарисовано, но…
Создается процесс.
ОС создает для процесса таблицу сегментов, где содержатся дескрипторы всех сегментов (все, как при сегментной организации, только базовый адрес указывается НЕ ФИЗИЧЕСКИЙ, а начальный линейный виртуальный адрес сегмента)
ОС, используя начальный линейный виртуальный адрес сегмента, преобразовывает пару (номер сегмента + смещение в сегменте) в ЛИНЕЙНЫЙ ВИРТУАЛЬНЫЙ адрес байта.
Потом, используя СТРАНИЧНЫЕ механизмы, этот линейный виртуальный адрес байта преобразуется в физический.
Деление ВАП процесса на страницы аналогично страничной организации памяти:
Размер страницы – степень двойки
Нумерация виртуальных страниц – в пределах ВАП процесса
Нумерация физических страниц – в пределах оперативной памяти.
Для каждого процесса также ведется ТАБЛИЦА СТРАНИЦ
В память загружаются / выгружается только часть страниц процесса по разным всяким механизмам.
Базовый адрес таблицы страниц и таблицы сегментов – часть контекста процесса, они хранятся в специальных регистрах процессора.
Итак, преобразование виртуального адреса в физический:
Механизм сегментации (добываем линейный виртуальный адрес):
Дано: номер сегмента, смещение
В спец регистре хранится базовый адрес таблицы сегментов
Базовый адрес + номер сегмента = адрес дескриптора сегмента
Анализ полей дескриптора (разрешен ли доступ к сегменту)
Из дескриптора добываем базовый адрес сегмента + смещение = линейный виртуальный адрес.
Страничный механизм (получаем физический адрес)
Линейный виртуальный адрес раскладывается на номер страницы и смещение внутри страницы (отделение энного к-ва младших бит, в зависимости от размера страницы)
В спец регистре хранится адрес таблицы страниц, оттуда добываем дескриптор нужной страницы, и находим соответствующий номер физической страницы
К номеру физической страницы прибавляем смещение = физический адрес.
Ура!!!
Механизм сегментации и страничный механизм здесь довольно изолированы друг от друга, и могут быть независимо изменены.
Например, страничный механизм может быть многоуровневый (добавились разделы, описанные в страничной реализации). Так, например, работают некоторые процессоры Интел, в т.ч Интел Пентиум.
Сегментно-страничное управление памятью можно реализовать по-другому:
ВАП процесса делим на сегменты
Сегменты делим на виртуальные страницы, но они нумеруются В ПРЕДЕЛАХ СЕГМЕНТА, а не всего ВАП процесса.
Виртуальный адрес задается 3 параметрами: Номер Сегмента + Номер Страницы + Смещение в Странице.
У каждого процесса – своя таблица сегментов, хранится в регистре.
У каждого СЕГМЕНТА – своя таблица страниц
В таблице страниц – дескрипторы страниц, без особенностей
В таблице сегментов – дескрипторы сегментов хранят АДРЕС ТАБЛИЦ СТРАНИЦ.
Преобразование адреса в такой схеме еще красивше:
Есть номер сегмента, находим адрес соответствующей таблицы страниц
Есть номер страницы, находим номер физической страницы
К нему конкатенируем смещение.
Ура!!!