33. Управление памятью

Память является важнейшим ресурсом, требующим тщательного управления со стороны мультипрограммной операционной системы. Распределению подлежит вся оперативная память, не занятая операционной системой. Обычно ОС располагается в самых младших адресах, однако может занимать и самые старшие адреса.

Особенности которые должен учитывать планировщик памяти: 1-Целевая архитектура памяти. 2-Алгоритм формирования. 3-Способ описания физической памяти. 4-Алгоритм связывания виртуальной памяти и реальной. 5-Алгоритм пространственного мультиплексирования.

К основным функциям ОС по управлению памятью относятся:

                 Учет свободной и занятой памяти

                 Выделение памяти процессам и ee освобождение

                 Вытеснение кодов и данных процессов на диск, когда памяти не хватает и возврат на место

                 Настройка адресов на конкретную область физической памяти

                 Дефрагментация

                 Защита памяти

34. Архитектура оперативной памяти

Регистровая память, оперативная, внешняя.

Простейшим вариантом организации оперативной памяти это в виде непрерывного адресного пространства

35. Алгоритмы формирования физической и логической структуры

36. ВАП и способы отражения на физическую память

37. ВАП на основе страничного преобразования

38. Алгоритмы обеспечения пространственного мультиплексирования

Подразумеваются алгоритмы поддержки адресного пространства при выделение, замещение, размещение данных.

39. Схема с фиксированным разделом

В этом алгоритме оперативная память разбивается на фиксируемые разделы. По мере прибытия процесс помещается в тот или иной раздел. Как правило, происходит условное разбиение физического адресного пространства.

Связывание логических адресов происходит на этапе загрузки в отдельный раздел. Может существовать очередь на размещение.

Рис. 8.2  Схема с фиксированными разделами:  (a) с общей очередью процессов,  (b) с отдельными очередями процессов.

Подсистема управления памятью сравнивает размер программы, поступившей на выполнение, выбирает подходящий раздел,  осуществляет загрузку программы и настройку адресов.

Раздел выбирается в соответствии со стратегией:

• Стратегия первого подходящего (First fit). Задание помещается  в первый подходящий по размеру раздел.

• Стратегия наиболее подходящего (Best fit). Задание помещается  в тот раздел, где ему наиболее тесно.

• Стратегия наименее подходящего (Worst fit).  При помещении в самый большой раздел в нем остается достаточно места для возможного размещения еще одного процесса.

Моделирование показало, что с точки зрения утилизации памяти  и уменьшения времени первые два способа лучше. С точки зрения утилизации первые два примерно одинаковы, но первый способ быстрее. Попутно заметим, что перечисленные стратегии широко применяются и другими компонентами ОС, например, для размещения файлов на диске.

Очевидный недостаток этой схемы число одновременно выполняемых процессов ограничено числом разделов.

Другим существенным недостатком является то, что предлагаемая схема сильно страдает от внешней фрагментации потери памяти, не используемой ни одним процессом. Фрагментация возникает потому, что процесс не полностью занимает выделенный ему раздел или  вследствие не использования некоторых разделов, которые  слишком малы для выполняемых пользовательских программ.