№19. Виды памяти вычислительных систем.
Различают два основных вида памяти — внутреннюю и внешнюю.
В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.
Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором.
В состав внешней памяти компьютера входят:
накопители на жёстких магнитных дисках;
накопители на гибких магнитных дисках;
накопители на компакт-дисках;
накопители на магнитной ленте (стримеры);
накопители на магнитно-оптических дисках;
№20 Виртуальная память, назначение, основные проблемы. Методы организации.
Виртуальная память – организация памяти, которая позволяет процессу адресовать пространство памяти намного большее, чем имеется в системе.
Основная проблема
Процесс работает с виртуальными адресами V, а процессор с реальными R. Необходимо уметь быстро преобразовывать V в R.
1. Преобразование каждого адреса V в реальный R. Совершенно нереальный механизм. Таблица преобразований займет всю память и вытеснит процесс. Если ее попытаться хранить во внешней памяти, то скорость работы процесса очень существенно снизится.
2. Преобразование блока виртуальных адресов V в блок реальных адресов R. Реальный механизм. Таблица преобразований компактна и может храниться в КЭШ. Требует двухкомпонентного адреса V(S,d) Где S – номер блока, а d смещение от начала блока
Методы организации виртуальной памяти:
СТРАНИЧНАЯ – все блоки одинаковые по размеру
СЕГМЕНТНАЯ – все блоки разные по размеру
СЕГМЕНТНО-СТРАНИЧНАЯ – все сегменты разные по размеру, но состоят из целого числа одинаковых блоков
№21 Задачи менеджера виртуальной памяти.
Менеджер виртуальной памяти (далее просто «менеджер памяти») — часть операционной системы, благодаря которой можно адресовать память большую, чем объем физической памяти (ОЗУ).
Основные задачи:
1)Подкачка – когда и какую страницу из ВМ перевести в ОЗУ
По запросу
Достоинства:
- самый дешевый вариант (низкие накладные расходы)
- исключает ненужные подкачки
Недостатки:
- простой процесса в ожидании нужного набора страниц
С упреждением
Достоинства:
при правильном предсказании увеличение производительности
при «большом» ОЗУ снижается урон от промаха
Недостатки:
любит ОЗУ
некоторое увеличение накладных расходов
2)Выталкивание - какую страницу можно «убрать» из ОЗУ
1. Принцип оптимальности.
Надо выталкивать ту страницу, к которой дольше всего не будет обращений. Как это можно определить? Никак!
Стратегия не реализуется.
2. Выталкивание случайной страницы.
Достоинство: быстрое решение с маленькими накладными расходами.
Недостатки: может возрасти частота прерываний (выталкиваем нужную страницу).
Используется крайне редко.
3)Размещение – куда поместить загружаемую в ОЗУ страницу
Куда разместить страницу?
Если есть свободное место в ОЗУ, то используем его.
Если все занято, то решаем задачу замещения или выталкивания.