44. Функции ос по управлению памятью.
Функции ОС по управлению памятью – это набор механизмов, обеспечивающих эффективное использование оперативной памяти, защиту данных и поддержку многозадачности. Выделяют следующие функции:
Контроль состояния памяти – отслеживание, какие области свободны, а какие выделены.
Стратегии распределения памяти – определение, кому, когда и сколько памяти выделить.
Выделение памяти – выбор конкретной области для процесса.
Освобождение памяти – возврат памяти системе после завершения работы процесса.
Защита памяти – предотвращение несанкционированного доступа к чужим областям памяти.
45. Алгоритмы распределения памяти без использования внешних носителей (одиночное непрерывное распределение, фиксированные, динамические, перемещаемые разделы).
Алгоритмы распределения памяти без использования внешних носителей – это методы управления оперативной памятью, при которых все данные размещаются исключительно в ОЗУ. Среди них различают одиночное непрерывное распределение, распределение фиксированными разделами, динамическими разделами и перемещаемыми разделами.
Одиночное непрерывное распределение предполагает выделение всей памяти одному процессу. После завершения процесса память полностью освобождается для следующего. Этот метод прост, но ограничивает многозадачность и эффективность использования памяти.
Распределение фиксированными разделами делит память на заранее определённые блоки фиксированного размера. Процесс помещается в первый подходящий раздел. Такой метод прост в реализации, но может приводить к внутренней фрагментации и неэффективному использованию памяти.
Динамические разделы позволяют выделять процессу ровно столько памяти, сколько ему требуется. Это снижает внутреннюю фрагментацию, однако со временем может появиться внешняя фрагментация. ОС ведёт таблицы свободных и занятых областей, корректируя их при загрузке и завершении процессов.
Перемещаемые разделы – это динамические блоки памяти, которые операционная система может перемещать для объединения свободных областей и уменьшения внешней фрагментации. Такой подход требует корректировки указателей на перемещаемые данные, но позволяет эффективно использовать память при высокой динамике процессов.
46. Понятие виртуальной памяти.
Виртуальная память – это технология управления памятью, при которой каждый процесс получает собственное логическое адресное пространство, независимое от других процессов и от физической памяти.
Операционная система совместно с аппаратными средствами процессора реализует виртуализацию памяти, включая размещение данных в различных типах запоминающих устройств, преобразование виртуальных адресов в физические, выбор частей процессов для подкачки на диск и перемещение данных между памятью и диском по мере необходимости (свопинг).
Использование виртуальной памяти обеспечивает изоляцию процессов, позволяя каждому процессу видеть своё адресное пространство как единое и непрерывное, а также создаёт абстракцию физической памяти, когда виртуальная память может быть больше объёма ОЗУ. Это также позволяет выделять адреса объектам, которые ещё не загружены в оперативную память.
Виртуальная память упрощает управление памятью, обеспечивает совместное использование библиотек и данных между процессами, снижает вероятность ошибок переполнения и поддерживает эффективное использование ресурсов системы.