2014-02-04
840
Алгоритмы распределения памяти с использованием внешней памяти
Для полной загрузки процессора могут понадобиться иногда сотни интерактивных задач. Все они должны быть размещены в памяти, большая часть которых находится в состоянии ожидания. Логично было бы на время ожидания, в случае нехватки физической памяти, вытеснять их на диск, а когда необходимо, возвращать в память. Такая подмена (виртуализация) оперативной памяти дисковой памятью существенно повышает уровень мультипрограммирования. Важно, что все действия по перемещению происходят автоматически, без участия программиста.
Для виртуализации применяются два основных подхода:
Свопинг – образ процесса выгружается на диск и возвращается в память целиком. Часто называется подкачкой.
Виртуальная память – образ процесса выгружается на диск и возвращается в память частями (сегментами, страницами...)
Реализация виртуальной памяти, представлена тремя классами: страничное распределение, сегментное, сегментно-страничное распределение
|
|
|
При страничном распределении виртуальная память делится на части одинакового и фиксированного для данной системы размера, называемыми виртуальными страницами. Вся оперативная память также делится на части такого же размера, называемые физическими страницами. Размер страницы выбирается равным степени двойки: 512, 1024, 4096 и т.д.
Адрес страницы входит в контекст процесса. Таблица страниц состоит из дескрипторов. Каждый дескриптор включает:
Номер физической таблицы
Признак присутствия в ОЗУ (формируется аппаратно)
Признак модификации (формируется аппаратно)
Признак обращения (формируется аппаратно)
Виртуальный адрес, который представлен парой (p, sv) преобразуется в (n, sf).
Объем страницы равен степени 2k, тогда смещение (s) можно получить отделением к разрядов
Например. Если размер страницы = 1кб (2^10), то 50718= 101 000 111 0012, 108=28 – номер страницы
Аппаратно, из регистра извлекается адрес таблицы страниц. На основании номера страницы Р и длины записи L, определяется адрес дескриптора (A=AT+P*L).
Из таблицы извлекается номер физической страницы N. К номеру N присоединяется смещение S.
Размер страниц, (часто 4096) влияет на размер таблиц, а это в свою очередь отражается на производительности. для устранения этого недостатка ВАП может делится на разделы, а в каждом разделе формируется своя таблица страниц. Этот вариант ускоряет поиск.
