- •Распределение памяти в компьютерах
- •Память компьютера имеет иерархическую организацию
- •Функции и характеристики. Подсистемы памяти
- •Размещение
- •Передаваемая порция
- •Адресуемая единица. Во многих системах адресуемой единицей также является слово, но иногда можно
- •Методы доступа
- •Последовательный доступ (sequential access).
- •Прямой доступ (direct access).
- •Произвольный доступ (random access).
- •Ассоциативный доступ (associative access).
- •Производительность ЗУ
- •Длительность цикла обращения к памяти (memory cycle time).
- •Скорость передачи (transfer rate).
- •Типы адресов
- •Переход от виртуальных адресов к физическим осуществляется двумя способами:
- •Классификация методов распределения памяти
- •Требования к управлению памятью
- •Требования к управлению памятью
- •Требования к управлению памятью
- •Распределение памяти фиксированными разделами
- •Распределение памяти фиксированными разделами
- •Распределение памяти фиксированными разделами
- •Распределение памяти динамическими разделами
- •Распределение памяти динамическими разделами
- •Распределение памяти динамическими разделами
- •Распределение памяти перемещаемыми разделами
- •Распределение памяти перемещаемыми разделами
- •Распределение памяти перемещаемыми разделами
- •Методы распределения памяти с использованием дискового пространства
- •Страничное распределение
- •Критерии выборки выгрузки страницы из ОП
- •Механизм преобразования виртуального адреса в физический при страничной организации памяти
- •При каждом обращении к оперативной памяти аппаратными средствами выполняются следующие действия:
- •Распределение памяти сегментами
- •Сегментная организация обладает рядом достоинств
- •Схема преобразования виртуального адреса в физический для сегментно-страничной
- •Простая
Ассоциативный доступ (associative access).
Существуют такие ЗУ с произвольным доступом, которые оснащены встроенным механизмом сравнения определенных битов в каждой ячейке с заданным образцом, причем сравнение выполняется по всем ячейкам одновременно. Таким образом, нужная ячейка отыскивается не столько по своему физическому адресу, сколько по содержимому. Как и в обычном ЗУ с произвольным доступом, время доступа не зависит от адреса ячейки или предыстории. Такой метод доступа получает все большее распространение в конструкциях блоков кэш- памяти.
Производительность ЗУ
Время доступа (access time). Для ЗУ с произвольным доступом этот параметр характеризует время выполнения операций чтения или записи, и из меряется как длительность временного интервала между моментом, когда в устройство передан адрес, и моментом, когда данные зафиксированы в памяти (при выполнении записи) или когда ими может воспользоваться другое устройство компьютера (при выполнении чтения). Для ЗУ с последовательным или прямым доступом этот параметр характеризует время, необходимое для перевода механизма чтения/записи в нужную позицию по отношению к носителю информации.
Длительность цикла обращения к памяти (memory cycle time).
Этот параметр характеризует ЗУ с произвольным доступом. Он измеряется минимальной длительностью временного интервала между последовательными сеансами доступа к памяти. Таким образом, время цикла включает время доступа плюс время выполнения дополнительных операций, связанных с подготовкой устройства к следующему обращению. Эти дополнительные операции зависят от типа конструкции устройства
— в одних требуется некоторое время для сброса сигналов на линиях, а в других может понадо биться восстановление информации в запоминающем элементе после ее считывания (так называемые ЗУ с разрушением информации при считывании).
Скорость передачи (transfer rate).
Этот параметр характеризует интенсивность информационного потока между ЗУ и теми устройствами, которые нуждаются в хранящейся в нем информации. Для ЗУ с произвольным доступом скорость передачи есть величина, обратная длительности цикла обращения. Для ЗУ с последовательным или прямым доступом справедливо соотношение:
TN = TA + N/R ,
Где TN - среднее время чтения или записи блока данных объемом в N бит;
TA - среднее время доступа для данного ЗУ;
N - объем блока данных (бит);
R- скорость передачи (бит /с).
Типы адресов
Для идентификации переменных и команд используются :
символьные имена (идентификаторы переменных в программе на алгоритмическом языке)
виртуальные адреса ( условные адреса, вырабатываемые транслятором)
физические адреса ( номера ячеек физической памяти)
Переход от виртуальных адресов к физическим осуществляется двумя способами:
1.замену выполняет перемещающий загрузчик- статическое преобразование
2.динамическое преобразование аппаратными средствами
Классификация методов распределения памяти
Методы распределения памяти
|
Без использования внешней памяти |
|
|
С использованием внешней памяти |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фиксированными |
|
|
Страничное |
|
|
|
|
|
разделами |
|
|
распределение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Динамическими |
|
|
Сегментное |
|
|
|
|
|
разделами |
|
|
распределение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перемещаемыми разделами |
|
|
Сегментно-страничное |
|
|
|
|
|
|
|
|
распределение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Требования к управлению памятью
перемещение. В многозадачной системе доступная
основная память разделяется множеством процессов. Обычно программист не знает заранее, какие программы будут резидентно находиться в основной памяти во время работы разрабатываемой им программы. Заранее неизвестно, где именно будет размещена программа, а кроме того, программа из одной области памяти в другую при
свопинге. Эти обстоятельства обусловливают наличие определенных требований к адресации: программное
обеспечение операционной системы и процессор должны быть способны перевести ссылки в коде программы в реальные физические адреса, соответствующие текущему расположению программы в основной памяти;
защита. Каждый процесс должен быть защищен от
нежелательного воздействия других процессов, случайного или преднамеренного. Код других процессов не должен
иметь возможности без разрешения обращаться к памяти данного процесса для чтения или записи;
Требования к управлению памятью
логическая организация. Фактически всегда основная память
вкомпьютерной системе организована как линейное (одномерное) адресное пространство, состоящее из последовательности байтов или слов. Аналогично организована и вторичная память на своем физическом уровне. Если операционная система и аппаратное обеспечение компьютера могут эффективно работать с пользовательскими программами и данными, представленными модулями , то это обеспечивает ряд преимуществ:
модули могут быть созданы и скомпилированы друг от друга
разные модули могут получит разные степени защиты за счет весьма умеренных накладных расходов
возможно применение механизма, обеспечивающего совместное использование модулей разными процессами
обеспечения совместного использования на уровне модулей заключается в том, что они соответствуют взгляду программиста на задачу и, следовательно, ему проще определить, требуется или нет совместное использование того или иного модуля;
Требования к управлению памятью
совместное использование. Любой механизм защиты должен иметь достаточную гибкость, для того чтобы обеспечить возможность нескольким процессам обращаться
кодной и той же области основной памяти;
физическая организация. Память компьютера делится как минимум на два уровня: основная и вторичная. В такой структуре становится главной задачей организация потоков информации между основной и вторичной памятью. Ответственность за эти потоки может быть возложена и на отдельного программиста, но это непрактично и нежелательно по двум причинам:
основной памяти может быть недостаточно для программы и данных
многозадачной среде программист при разработке программы не знает, какой объем памяти будет доступен программе и где эта память будет располагаться.
