8.4. Сегментно-страничная организация памяти

В соответствии с [2, 3, 8], достоинства сегментной и страничной организации сочетает в себе сегментно-страничный способ распределения памяти, при котором память разбивается на сегменты, а сегменты, в свою очередь, разделены на страницы фиксированной длины. При этом размер сегмента выбирается не произвольно, а задаётся кратным размеру страницы. Сегмент может содержать произвольное, но обязательно целое число страниц, даже если одна из страниц заполнена частично. Для преобразования логических адресов в физические используются две таблицы соответствия. Каждый сегмент имеет отдельную таблицу страниц. В дескрипторной таблице сегментов перечисляются все сегменты с указанием начальных адресов страничных таблиц, относящихся к каждому сегменту. Каждая таблица страниц, в свою очередь, определяет положение каждой из страниц сегмента в памяти. Страницы сегмента могут располагаться не подряд – часть их может находиться в ОП, остальные – в ВЗУ. Схема вычисления физического адреса операнда при сегментно-страничной организации памяти представлена на рис. 48 [3]. Виртуальный адрес операнда состоит из 3-х составляющих: номера сегмента, номера страницы в этом сегменте и смещения внутри данной страницы. Для получения физического адреса операнда сначала по номеру сегмента в таблице сегментов определяется начальный адрес соответствующей ему страничной таблицы, затем по номеру страницы в таблице страниц определяется начальный адрес конкретной страницы в ОП и, наконец, к базовому адресу страницы в ОП добавляется смещение внутри страницы.

Рис. 48. Вычисление физического адреса при сегментно-страничной организации памяти

В заключение следует отметить, что процессор только предоставляет аппаратные средства поддержки виртуальной памяти, а их реальное использование зависит от корректного построения ОС.

В следующей главе рассмотрим принципы организации и функционирования подсистемы ввода – вывода ВМ.

Вопросы для самопроверки

1. В чём заключается динамическое распределение памяти? Дайте определение виртуальной памяти, свопингу. Что даёт использование виртуальной памяти?

2. В чём заключаются особенности модели сегментной организации памяти? Опишите схему сегментного распределения памяти. Что представляет собой дескрипторная сегментная таблица? Поясните схему вычисления физического адреса операнда при сегментной организации памяти. Какими преимуществами и недостатками обладает сегментная модель виртуальной памяти? Каким образом осуществляется вызов сегментов по требованию?

3. В чём заключаются особенности модели страничной организации памяти? Опишите схему страничного распределения памяти. Что представляет собой страничная таблица? Какими преимуществами и недостатками обладает страничная модель виртуальной памяти? Каким образом осуществляется вызов страниц по требованию?

4. В чём заключаются особенности модели сегментно-страничной организации памяти? Поясните схему вычисления физического адреса операнда при сегментно-страничной организации памяти.

9. Организация ввода-вывода информации. Системная шина

Согласно [2 – 4, 6, 7, 18], ВМ представляет собой сложную систему, включающую в себя большое количество различных устройств, в том числе, периферийных (внешних). Передача информации с периферийного устройства (ПУ) в ВМ называется операцией ввода, а передача данных из ВМ в ПУ – операцией вывода. Для информационного обмена между устройствами ВМ применяются магистрали (шины), к которым эти устройства подключаются. В современных ВМ используется иерархия шин, которые отличаются друг от друга пропускной способностью, набором сигналов и протоколом.

Далее рассмотрим принципы организации шин ВМ [2 – 4, 6, 7, 18].