24.Сегментно–страничная организация памяти. Преимущества и недостатки данного способа.

Логическое пространство процесса разбивается на сегменты, которые разбиваются на страницы и размещаются в страничных полях.

Логический адрес – 3 числа (сегмент, страница, смещение)

По номеру сегмента из табл сегментов процесса получ. Адрес его таблицы по номеру страницы получ. Номер фрейма в который она размещ По номеру фрейма вычисляется адрес его начала, к которому прибавляется смещение.

Необходимо сначала вычислить адрес дескриптора сегмента и прочитать его, затем вычислить адрес элемента таблицы страниц этого сегмента и извлечь из памяти необходимый элемент, а уже затем, приписав к номеру физической страницы номер ячейки в странице, получить окончательный физический адрес этого элемента. Величина задержки здесь примерно втрое больше, чем при простой прямой адресации. Для уменьшения задержки вводится кэширование.

Достоинством сегментно-страничного способа распределения памяти является размещение сегмента программы в памяти целиком, что уменьшает время межстраничного обмена.

Недостаток − сложность и затраты ресурсов на реализацию.

Таблицы страниц бывают: одноуровневые по номеру страниц получ номер фрейма в который он размещается.

Двух и более уровневые по номеру стран одного уровня получ адрес табл в … уровн, в котор по номеру странцы второго уровня получают номер фрейма в котором она размещена.

25.Страничная организация памяти. Дескриптор страниц.

Физическое пространство разбивается на равные участки (фреймы), логические – на страницы (такие же по размеру что и фреймы). Логические страницы размещаются в любых свободных физических фреймах, при этом порядок страниц и их принадлежность к разным страницам не учитывается.

Благодаря разбиению на фреймы минимизируется потери.

Чем меньше размер страниц и фрейма, тем меньше будет фрагментация.

Таблица страниц – структура, принадлежащая конкретному процессу, в которой описываются соответствие между страницами этого процесса и фреймами, в которых они размещены.

Логический адрес – пара чисел, номер страницы процесса и смещение внутри этой страницы. Связывание адреса производится по таблице страниц, по номеру страницы получается номер фрейма, а далее, зная размер фрейма вычисляется номер ячейки в физическом адресном прстранстве.

Основным достоинством страничного подхода распределения памяти является практическое отсутствие фрагментации: на каждую задачу может приходиться лишь по одной не полностью заполненной странице (последней): ~4К при объемах памяти в единицах Гигабайт.

Недостатками этого способа являются:

− существенные накладные расходы − таблицы страниц нужно также размещать в памяти и обрабатывать их;

− разбивка программы на страницы производится без учёта логической взаимосвязи элементов кода, и тогда межстраничные переходы могут возникать чаще, чем межсегментные.

26. Виртуальная память. Архитектуры.

Виртуа́льная па́мять — технология управления памятью ЭВМ, разработанная для многозадачных операционных систем. При использовании данной технологии для каждой программы используются независимые схемы адресации памяти, отображающиеся тем или иным способом на физические адреса в памяти ЭВМ. Позволяет увеличить эффективность использования памяти несколькими одновременно работающими программами, организовав множество независимых адресных пространств, и обеспечить защиту памяти между различными приложениями. позволяет использовать больше памяти, чем установлено в компьютере.

Применение механизма виртуальной памяти позволяет:

-упростить адресацию памяти клиентским программным обеспечением;

-рационально управлять оперативной памятью компьютера (хранить в ней только активно используемые области памяти);

-изолировать процессы друг от друга (процесс полагает, что монопольно владеет всей памятью).

Архитектуры:

Страничная организация виртуальной памяти

Оперативная память делится на страницы: области памяти фиксированной длины которые являются минимальной единицей выделяемой памяти. Процесс обращается к памяти с помощью адреса виртуальной памяти, который содержит в себе номер страницы и смещение внутри страницы

Сегментная организация виртуальной памяти

Механизм организации виртуальной памяти, при котором виртуальное пространство делится на части произвольного размера — сегменты. Виртуальный адрес при сегментной организации памяти может быть представлен парой (g, s), где g — номер сегмента, а s — смещение в сегменте. Физический адрес получается путем сложения начального физического адреса сегмента, найденного в таблице сегментов по номеру g, и смещения s.

Недостатком данного метода распределения памяти является фрагментация на уровне сегментов и более медленное по сравнению со страничной организацией преобразование адреса.