8.3 Связывание адресов
Логическое и физическое адресные пространства ни по организации, ни по размеру не соответствуют друг другу => процессор и ОС д/б способны отобразить ссылки на адреса в коде программы в реальные физические адреса, соответствующие текущему положению программы в основной памяти. Такое отображение адресов называют трансляцией(привязкой адреса или связыванием адресов).
Связывание логического адреса с физическим д/б осуществлено до начала выполнения соответствующей команды или в момент его выполнения. Таким образом, привязка инструкции и данных к памяти м/б сделана в следующий момент:
Этап компиляции – когда знаем куда загружать
Этап загрузки – отсутствует информация о размещении программ на стадии компиляции, окончательное связывание откладывается до момента загрузки
Этап выполнения – если процесс м/б перемещен во время выполнения из одной области памяти в другую, связывание откладывается до стадии выполнения
8.4 Функции системы управления памятью
При использовании памяти ОС должна выполнять следующие функции:
Отображать адрес пространства процесса (логический адрес) на конкретную область оперативной памяти
Распределение памяти между конкурирующими процессами
Контроль доступа к адресным пространствам процессора
Выгрузка процессов во внешнюю память, если оперативной памяти не достаточно
Учет свободной и занятой памяти
8.5 Простейшие схемы управления памятью
8.5.1 Схема с фиксированными разделами
|
|
|
|
|
|
|
ОС |
8.5.1.2 Овирлейная (overlay) структура
Если размер логического адресного пространства процесса превышает размер выделенной ему оперативной памяти.
Основная идея:держать в памяти только те инструкции программы, которые нужны в данный момент.
8.5.4 Динамическое распределение памяти (swapping)
Swapping– ситуация, когда для увеличения скорости работы ОС один из процессов выгружается во внешнюю память. Выгруженный процесс со временем д/б возвращен в оперативную память и может возвращаться либо в старый раздел, либо в новый раздел памяти.
Swappingсвязан с системой планирования заданий.
8.5.5 Схема с переменными разделами
Когда разделы памяти выделялись для каких-то задач и впоследствии не изменялись – схема с фиксированными разделами. Возможна ситуация когда распределение памяти осуществляется динамически. В этом случае все процессы размещаются в памяти целиком, и каждый процесс занимает столько памяти, сколько ему необходимо для его размещения.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р3 |
Р3 | |||||
|
Р3 |
Р2 |
| ||||
|
Р1 |
Р1 |
Р1 | ||||
|
ОС |
ОС |
ОС |
ОС |
Возможны три стратегии размещения процессов в памяти с переменными разделами:
Стратегия первого подходящего (First fit) – процесс помещается в первый подходящий по размеру раздел
Стратегия наиболее подходящего (Best fit) – процесс помещается в тот свободный раздел, в котором меньше всего остается свободного места
Стратегия наименее подходящего (Worstfit) – вновь поступающая задача размещается в самом большом разделе; расчет:
на то, что в большом разделе останется достаточно памяти для других задач;
на то, что можно быстрее разместить задачу в разделе
Эти стратегии используются при загрузке файлов на диски.
Типовой цикл работы менеджера памяти следующий:
Анализ запроса на выделение свободного участка
Выбор среди имеющихся свободных участков памяти для загрузки в него поступающего процесса
Загрузка процесса в выбранный раздел
Изменение таблиц учета свободных и занятых участков памяти
Всегда остаются незанятые участки памяти – фрагментация (внешняя). С точки зрения фрагментации метод наиболее подходящего наиболее вреден. Одно из решений проблемы внешней фрагментации – сжатие, т.е. перемещение всех незанятых участков памяти либо в сторону ОС, либо к другому концу памяти.
Идеальный вариант – фрагментация должна отсутствовать.