Основные концепции виртуальной памяти

Термин виртуальная память обычно ассоциируется с возможностью адресовать место памяти, еще большее, чем емкость первичной (реальной, физической) памяти определенной вычислительной машины. Концепция виртуальной памяти в первый раз была реализована в машине, сделанной в 1960 г. в Манчестерском институте (Великобритания). Но обширное распространение системы виртуальной памяти получили только в ЭВМ 4-ого и следующих Основные концепции виртуальной памяти поколений.

Существует два более узнаваемых метода реализации виртуальной памяти - страничная и сегментная. Применяется также их композиция - странично-сегментная организация виртуальной памяти.

Все системы виртуальной памяти характеризуются тем, что адреса, создаваемые выполняемыми программками, не непременно совпадают с адресами первичной памяти. Виртуальные адреса, обычно, представляют еще большее огромное количество адресов, чем Основные концепции виртуальной памяти имеется в первичной памяти.

Сущность концепции виртуальной памяти состоит в том, что адреса, к которым обращается выполняющийся процесс, отделяются от адресов, реально имеющихся в первичной памяти.

Адреса, на которые делает ссылки выполняющийся процесс, именуются виртуальными адресами.

Адреса, которые реально есть в первичной памяти, именуются реальными (физическими) адресами.

Спектр виртуальных адресов Основные концепции виртуальной памяти, к которым может обращаться выполняющийся процесс, именуется местом виртуальных адресов V этого процесса.

Спектр реальных адресов, имеющихся в определенной вычислительной машине, именуется местом реальных адресов R этой ЭВМ.

Невзирая на то, что процессы обращаются только к виртуальным адресам, в реальности они должны работать с реальной памятью. Для установления Основные концепции виртуальной памяти соответствия меж виртуальными и реальными адресами разработаны механизмы динамического преобразования адресов ДПА (либо ДАТ - от англ.Dynamics Adress Transformation), обеспечивающие преобразование виртуальных адресов в реальные во время выполнения процесса. Все подобные системы владеют общим свойством (см.рис.4.6) - смежные адреса виртуального адресного места процесса не непременно будут смежными в реальной памяти Основные концепции виртуальной памяти.

Это свойство именуют “искусственной смежностью”. Тем юзер освобождается от необходимости рассматривать физическую память с ее уникальными чертами.

Виртуальная память строится, обычно, по двухуровневой схеме (см.рис.4.7).

1-ый уровень - это настоящая память, в какой находятся выполняемые процессы и в какой должны располагаться данные, к которым обращаются эти процессы.

2-ой уровень Основные концепции виртуальной памяти - это наружняя память большой емкости, к примеру, накопители на магнитных дисках, способные хранить программки и данные, которые не могут все сходу уместиться в реальной памяти из-за ограниченности ее объема. Память второго уровня именуют вторичной либо наружной.

В мультипрограммных режимах настоящая память делится меж многими процессами. Так как Основные концепции виртуальной памяти каждый процесс может иметь еще большее место виртуальных адресов, чем настоящая память, то в текущий момент времени в реальной памяти имеется возможность держать только маленькую часть программных кодов и данных каждого процесса, при этом даже эти маленькие части кодов и данных не непременно будут располагаться сплошным массивом реальной памяти (свойство Основные концепции виртуальной памяти “искусственной смежности”).

Механизм динамического преобразования адресов ведет учет того, какие ячейки виртуальной памяти на этот момент находятся в реальной памяти и где конкретно они располагаются. Это осуществляется при помощи таблиц отображения, ведущихся механизмом ДПА.

Информация, перемещаемая из виртуальной памяти в реальную, механизмом ДПА группируется в блоки Основные концепции виртуальной памяти, и система смотрит за тем, в каких местах реальной памяти располагаются разные блоки виртуальной памяти. Размер блока оказывает влияние на то, какую долю реальной памяти ДПА будет использовать непродуктивно, для собственных целей.

Если блоки имеют однообразный размер, то они именуются страничками, а соответственная организация виртуальной памяти именуется страничной. Если блоки Основные концепции виртуальной памяти могут быть разных размеров, то они именуются секторами, а соответственная организация виртуальной памяти именуется сегментной. В неких системах оба подхода комбинируются, т.е. сегменты реализуются как объекты переменных размеров, создаваемые из страничек фиксированного размера. Такая организация виртуальной памяти именуется или сегментно-страничной, или странично-сегментной.

Адреса в системе поблочного отображения Основные концепции виртуальной памяти являются двухкомпонентными (двумерными). Чтоб обратиться к определенному элементу данных, программка показывает блок, в каком размещен этот элемент, и смещение элемента относительно начала блока (см.рис.4.8). Виртуальный адресок n показывает с помощью упорядоченной пары (b, d), где b- номер блока, в каком располагается соответственный элемент данных, а d Основные концепции виртуальной памяти - смещение относительно исходного адреса этого блока.

Преобразование адреса виртуальной памяти n =(b, d) в адресок реальной памяти r осуществляется последующим образом (см.рис.4.9). Каждый процесс имеет свою таблицу отображения блоков, которую операционная система ведет в реальной памяти. Реальный адресок a этой таблицы загружается в особый регистр центрального микропроцессора, именуемый регистром исходного адреса Основные концепции виртуальной памяти таблицы отображения блоков процесса.

Таблицы отображения блоков содержат по одной строке для каждого блока процесса, при этом эти блоки идут поочередно: поначалу блок 0, потом блок 1 и т.д. Номер блока b суммируется с исходным адресом а таблицы, образуя реальный адресок строчки таблицы для блока b. Отысканная строчка содержит реальный Основные концепции виртуальной памяти адресок b начала блока b в реальной памяти. К этому исходному адресу b прибавляется смещение d, так что появляется разыскиваемый реальный адресок r=b’+d.

Все способы поблочного отображения, используемые в системах с сегментной, страничной и комбинированной странично-сегментной организациями, подобны схеме отображения, показанной на рис Основные концепции виртуальной памяти. 4.9, именуемой схемой прямого отображения.


osnovnie-napravleniya-anglijskoj-politicheskoj-misli-referat.html
osnovnie-napravleniya-blizhajshego-razvitiya-shkoli-staroklenskaya-srednyaya-obsheobrazovatelnaya-shkola-imeni-geroya-sovetskogo.html
osnovnie-napravleniya-byudzhetnoj-i-nalogovoj-politiki-v-kamchatskom-krae-na-2012-god-i-na-planovij-period-2013-i-2014-godov.html