Сторінкова модель
Сторінкову організацію пам'яті легко представити як багатосегментну модель з фіксованим розміром сегменту. Такі сегменти називаються сторінками. Вся доступна реальна пам'ять розбивається на сторінкових кадрів (page frame), причому межі кадрів в реальній пам'яті фіксовані. Іншими словами, реальна пам'ять представляється як масив сторінкових кадрів. Віртуальна адреса складається з номера сторінки і зсуву в сторінці, система підтримує таблицю дескрипторів сторінок для кожного процесу. Дескриптор сторінки в основному подібний до дескриптора сегменту, але в нім може бути скорочена розрядність поля base, оскільки в нім зберігається не повна реальна адреса, а тільки номер сторінкового кадру, а необхідність в полі size взагалі відпадає, оскільки розмір сторінок фіксований. Зовнішні дірки в сторінковій моделі відсутні, зате з'являються внутрішні дірки за рахунок недовикористаних сторінок. За наявності в системі свопінгу нульове значення бита present викликає переривання-пастку "сторінкову відмову" (page falure) і підкачку сторінки в реальну пам'ять. Для обліку занятих/вільних сторінок підходить техніка бітової карти, але більшість ОС використовують як елементи карти (таблиці сторінкових кадрів) не биті, а куди складніші структури, з яких можуть складатися і багатозв'язкові списки (у тому числі і списки вільних кадрів).
Розмір сторінки:
при малих сторінках виходять менші внутрішні дірки;
при малих сторінках менше вірогідність сторінкової відмови (оскільки більше сторінок поміщаються в пам'яті);
при великих сторінках менші апаратні витрати (оскільки розбиття пам'яті на великі блоки обійдеться дешевшим);
при великих сторінках вище ефективність обміну із зовнішньою пам'яттю.
Програмні канали
Програмний канал pipe (труба). Канал дійсно можна представити як трубопровід «пневматичної» пошти, прокладений між двома процесами, як показано на рис.11.2. По цьому трубопроводу дані передаються від одного процесу до іншого. Як і трубопровід, програмний канал однонаправлений. Програмний канал має власну ємкість: дані записані в канал, не обов'язково повинні негайно вибиратися не протилежному його кінці, але можуть накопичуватися в каналі, поки це дозволяє його ємкість. Канал працює по дисципліні FIFO: перший увійшов - перший вийшов.
|
|
Канал для процесу практично аналогічний файлу. Спеціальні системні виклики типу createPipe, openPipe використовуються для створення каналу і діставання доступу до каналу, а для роботи з каналом використовуються ті ж виклики read і write, що і для файлів, і навіть закриття каналу виконується файловим системним викликом close. При створенні каналу для нього створюється дескриптор, як для відкритого файлу, що дозволяє працювати з ним далі, як з файлом. Канал, проте, є не зовнішніми даними, а областю пам'яті. Для каналу виділяється пам'ять в системній області, що може обмежувати ємкість каналу.
З погляду реалізації каналом є класичний варіант завдання "виробник-споживач": один процес пише в канал дані, інший - читає їх з каналу. Якщо при спробі запису даних в канал виявляється, що канал повний, пишучий процес блокується до звільнення місця в каналі, якщо при спробі читання даних виявляється, що канал порожній - процес, що читає, блокується до появи в каналі даних. Внутрішнім механізмом ОС, що забезпечує синхронізацію в таких ситуаціях, є, звичайно ж, семафор.
Іменовані канали є зручним засобом клієнт-серверних комунікацій. Іменовані канали в деяких ОС (наприклад, OS/2) істотно відрізняються від неіменованих. Іменовані канали орієнтовані в цих системах перш за все на взаємодію процесів в мережевому середовищі. Такий канал двонаправлений, тобто, до нього можливі звернення і для читання, і для запису. Дані в каналі можуть передаватися як потоком байт, так і повідомленнями. До одного кінця каналу постійно підключений процес, що його створив, - власник або сервер, до іншого кінця можуть підключатися різні процеси-клієнти, таким чином, обмін даними по іменованому каналу між процесами, жоден з яких не є власником каналу, неможливий.