Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ответы Гос-Экзамен (Часть 1).docx
Скачиваний:
3
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
853.9 Кб
Скачать

18. Концепция виртуальной памяти и методы её реализации.

Виртуа́льная па́мять (англ. virtual memory) — метод управления памятью компьютера, позволяющий выполнять программы, требующие больше оперативной памяти, чем имеется в компьютере, путём автоматического перемещения частей программы между основной памятью и вторичным хранилищем (например, жёстким диском.

Применение виртуальной памяти позволяет:

-освободить программиста от необходимости вручную управлять загрузкой частей программы в память и согласовывать использование памяти с другими программами

-предоставлять программам больше памяти, чем физически установлено в системе

-в многозадачных системах изолировать выполняющиеся программы друг от друга, путём назначения им непересекающихся адресных пространств (см. защита памяти)

Концепция виртуальной памяти требует применения двухуровневой схемы построения памяти

Первый уровень – это основная память, в которой находятся выполняемые программы и в которой должны размещаться данные, чтобы программа во время работы могла к ним обращаться. С точки зрения виртуальной памяти это реальная или физическая память.

Второй уровень – это внешняя память большой емкости, способная хранить программы и данные, которые не могут все сразу уместиться в основной (реальной, физической) памяти ограниченной емкости. С точки зрения виртуальной памяти это вспомогательная память.

19. Многопроцессорные вычислительные системы.

Многопроцессорные вычислительные системы (МПС) строятся при комплексировании нескольких процессоров. В качестве общего ресурса они имеют общую оперативную память (ООП). Параллельная работа процессоров и использование ООП обеспечиваются под управлением единой общей операционной системы. По сравнению с ММС здесь достигается наивысшая оперативность взаимодействия вычислителей-процессоров. Многие исследователи считают, что использование МПС является основным магистральным путем развития вычислительной техники новых поколений.

Многопроцессорные вычислительные системы, состоящие из взаимосвязанных процессоров с общей оперативной памятью, в этом смысле выглядят, пусть в упрощенной качественной оценке, потенциально предпочтительнее: обмен информацией между фрагментами задачи может быть осуществлен с помощью внутрисистемного интерфейса непосредственно между процессорами или через общую область оперативной памяти. Разумеется, и здесь возникают дополнительные временные затраты на организацию параллельных процессов и их координацию, являющиеся накладными расходами по отношению к времени собственно полезного счета задачи. Уменьшение этих затрат путем минимизации участия операционной системы МВС при взаимодействии фрагментов одной и той же задачи является одним их важнейших резервов для уменьшения времени счета задачи в целом. В книге рассматривается один из путей решения этой проблемы - организация вычислительного процесса на уровне параллельно-последовательных фрагментов задачи, получивших название ветвей.

Описанные архитектуры многопроцессорных вычислительных систем могут реализоваться в помощью нескольких однопроцессорных ЭВМ. В этом случае получаются многомашинные вычислительные системы. Но при этом следует помнить, что для соединения двух и более ЭВМ требуются специальные согласующие средства - адаптеры, что усложняет задачу.

Создание и применение многопроцессорных вычислительных систем, предназначенных для решения актуальных фундаментальных и прикладных задач, открывает новые возможности для проведения комплексного вычислительного моделирования в ведущих направлениях механики.

Напомним, что суперкомпьютер - это многопроцессорная вычислительная система, производительность которой получена за счет глубочайшего распараллеливания процесса вычислений по всем процессорам системы. Реализовать такое распараллеливание помогает искусство программиста, от которого зависит производительность суперкомпьютера при решении той или иной задачи.