2. Физическая и логическая структура памяти.

При страничной организации основная память делится на блоки фиксированного размера, обычно называемые рамка страниц. Каждая программа пользователя делится на блоки сответствующего размера, называемые страницами. Страницы организуются в логическом адресном пространстве, а рамки cтраниц - в физическом. Поскольку страницы и рамки страниц имеют различные идентификаторы, возникают интересные ситуации, касающиеся взаимосвязи между логическим адресным пространством (ЛАП) и физическим адресным пространством ФАП).

1. ЛАП < ФАП. В этом случае основной акцент делается на повышение эффективности использования памяти.

2. ЛАП = ФАП. Страничная организация служит не только для увеличения эффективности использования памяти, но и для расширения возможности разделенного использования процедур (т.е. несколькими пользователями). Возможно использование эффективного оверлейного механизма, реализованного аппаратно.

3. ЛАП > ФАП. Этот случай предполагает виртуальную память и дает наибольшие преимущества.

Мы будем рассматривать управление страницами применительно к последнему случаю. Выбор между случаями 1 и 2 обычно находится в зависимости от структуры Устройства Управления Памятью (УУП) и задач проектировщика операционной системы. Пользователь, располагая ЛАП из m страниц, будет иметь k страниц, отведенных под интерпретатор, и m - k страниц рабочего пространства. Описанный подход эффективен для системы с разделением времени.

23

1. Программные средства для управления видеопамятью.

2. Таблица fat.

Таблица размещения файлов является очень важной информационной структурой.

Можно сказать, что она представляет собой карту (образ) области данных, в которой описывается

состояние каждого участка области данных. Область данных разбивают на так

называемые кластеры. Кластер представляет собой один или несколько смежных секторов

в логическом дисковом адресном пространстве (точнее – только в области данных). В таблице

FAT кластеры, принадлежащие одному файлу, связываются в цепочки. Для указания

номера кластера в системе управления файлами FAT16 используется 16-битовое слово,

следовательно, можно иметь до 216 = 65536 кластеров (с номерами от 0 до 65536).

Кластер – это минимальная адресуемая единица дисковой памяти, выделяемая

файлу (или некорневому каталогу). Файл или каталог занимает целое число кластеров.

Последний кластер при этом может быть задействован не полностью, что приведет к заметной

потере дискового пространства при большом размере кластера. На дисках кластер

занимает один или два сектора, а на жестких дисках – в зависимости от объема раздела

(табл. 9.1)

Таблица 9.1

Соотношения между размером раздела и размером кластеров в FAT16

Емкость раздела, Мбайт Количество секторов в кластере

Размер кластеров, Кбайт

16-127 4 2

128-255 8 4

256-511 16 8

512-1023 32 16

1024-2047 64 32

Логическое разбиение области данных на кластеры как совокупности секторов взамен

использования одиночных секторов имеет следующий смысл: прежде всего, уменьшается

размер самой таблицы FAT; уменьшается возможная фрагментация файлов; ускоряется

доступ к файлу, так как в несколько раз длина цепочек фрагментов дискового пространства,

выделенных для него.

51

Однако слишком большой размер кластера ведет к неэффективному использованию

области данных, особенно в случае большого количества маленьких файлов, так как в

среднем на каждый файл теряется около половины кластера. Поэтому в современных

файловых системах HPFS, NTFS, FAT32 размеры кластеров ограничиваются (обычно – от

512 байт до 4 Кбайт). В FAT32 проблема решается за счет того , что собственно сама FAT

в этой файловой системе может содержать до 228 кластеров.

Идея файловой системы с использованием таблицы размещения файлов FAT

проиллюстрирована на рис. 9.3

На этом рисунке показано,что файл с именем MYFILE.TXT размещается, начиная

с восьмого кластера. Всего файл MYFILE.TXT занимает 12 кластеров. Цепочка кластеров

для этого примера может быть записана следующим образом: 8, 9, 0А, 0В, 15, 16, 17, 19,

1А, 1В, 1C, 1D. Кластер с номером 18 помечен специальным кодом F7 как плохой (bad),

он не может быть использован для размещения данных. При формировании обычно проверяется

поверхность магнитного диска, и те секторы, при контрольном чтении с которых

происходили ошибки, помечаются в FAT как плохие. Кластер 1D помечен кодом FF как

конечный (последний в цепочке кластер, принадлежащий данному файлу). Свободные

(незанятые) кластеры помечаются кодом 00; при выделении нового кластера для записи

файла берется первый свободный кластер.

Рис. 9.3 Основная концепция FAT.

Поскольку файлы на диске изменяются – удаляются, перемещаются, увеличиваются

или уменьшаются – то упомянутое правило выделения первого свободного кластера

для новой порции данных приводит к фрагментации файлов, то есть данные одного файла

могут располагаться не в смежных кластерах, а порой в очень удаленных друг от друга,

образуя сложные цепочки. Естественно, что это приводит к существенному замедлению

работы с файлами.

Так как FAT используется при доступе к диску очень интенсивно, она обычно загружается

в ОЗУ (в буфера ввода/вывода или кэш) и остается там настолько долго, насколько

это возможно.

В связи с чрезвычайной важностью FAT она обычно хранится в двух идентичных

экземплярах, второй из которых непосредственно следует за первым. Обновляются копии

начальный номер кластера

FAT одновременно. Используется же только первый экземпляр. Если он по каким-либо

причинам окажется разрушенным, то произойдет обращение ко второму экземпляру.

Структура системы файлов FAT является иерархической, то есть элементом каталога

может быть такой файл, который сам, в свою очередь, является каталогом.

24

1. Архитектура видео подсистемы.