23.Функции системы управления памятью. Схема управления памятью с фиксированными разделами. Оверлейная структура.
Чтобы обеспечить эффективный контроль использования памяти ОС должна выполнять следующие функции:
1. отображение адресного пространства процесса на конкретные области физической памяти
2. распределение памяти между конкурирующими процессами
3. контроль доступа к адресному пространству процесса
4. выгрузка процессов (целиком или частично) во внешнюю память, когда в ОП недостаточно места
5. учет свободной и занятой памяти
Схема управления памятью с фиксированными разделами.
Самым простым способом управления ОП является ее предварительное разбиение на несколько разделов фиксированной величины. Для выбора раздела распространены три стратегии:
1) Стратегия первого подходящего (first fit). Т.е. процесс помещается в первый подходящий по размеру раздел.
2) Стратегия наиболее подходящего (best fit). Процесс помещается в тот раздел, где после его загрузки останется меньше всего свободного места
3) Стратегия наименее подходящего (Worst fit). При помещении в самый большой раздел в нем остается достаточно места для размещения еще одного процесса.
Недостатки этой схемы: число одновременно выполняемых процессов ограничено числом разделов. Схема страдает от внутренней фрагментации – потери части памяти, выделенной процессу, но не используемой им.
Частный случай схемы с фиксированными разделами это работа менеджера памяти однозадачной ОС. В памяти размещается один пользовательский процесс и остается определить, где будет располагаться пользовательская программа по отношению к ОС, в верхней, нижней или средней части памяти. Пример такой системы - MS-DOS.
Защита адресного пространства ОС от пользовательской программы может быть организована при помощи одного граничного регистра содержащего адрес границы ОС.
Оверлейная структура (Overlay)
В случае, когда размер логического адресного пространства процесса может быть больше, чем размер выделенного ему раздела, используется техника, называемая Overlay или организация структуры с перекрытием. Основная идея: держать в памяти только те инструкции программы, которые нужны в данный момент.
Организация структуры с перекрытием:
Можно поочередно загружать в память ветви АВ, АСD, ACE в программу. Коды ветвей Overlay структуры находятся на диске как абсолютные образы памяти и считываются драйвером Overlay при необходимости.
Для описания Overlay структуры используются специальный язык. (Overlay Description Language (ODL)) (.odl) Совокупность файлов исполняемой программы добавляются к файлу с расширением .odl., описывающих дерево вызовов внутри программы A – (B,C) C – (D,Е). В современных 32-х разрядных системах, где виртуальное адресное пространство измеряется гигабайтами, проблемы с нехваткой памяти решаются другими способами.