Основы страничной организации памяти

Страничная виртуальная память состоит из блоков фиксированного размера, или страниц, которые служат единицами измерения объема памяти. Физическая память также разделена на блоки того же размера, называемые клетками.

На рисунке показана общая схема страничной виртуальной памяти. Роль элемента схемы «функция страничной организации» состоит в определении соответствия между адресами страниц виртуальной памяти и адресами клеток физической памяти таким образом, чтобы страница могла быть загружена в произвольную клетку.

Число ячеек в одной странице всегда равно степени числа 2. Введем следующие обозначения:

- размер одной страницы;

- число страниц виртуальной памяти;

число клеток физической памяти.

Для получения виртуального адреса необходимо объединить номер страницы (p бит) и смещение в странице (l бит). Для получения физического адреса необходимо объединить номер клетки (с бит) и смещение (l бит). Обычные размеры страниц лежат в пределах от 512 до 4096 байт.

Функция страничной организации позволяет определить, присутствует ли виртуальная страница с номером npage в физической памяти, и если да, то найти номер клетки ncase, которая ее содержит. В настоящее время существует три метода реализации этой функции.

6.10 Метод ассоциативной памяти

В этом методе для нахождения номера клетки осуществляется последовательный просмотр таблицы, в которой находятся номера страниц виртуальной памяти (npage).

Если виртуальная страница загружена в клетку физической памяти, то ее номер (ncase) есть порядковый номер ячейки ассоциативной памяти. В противном случае происходит поиск страницы и ее загрузка в физическую память. Физический адрес определяется совокупностью параметров: номер клетки (ncase), смещение в клетке (страница) (dep). Ассоциативная память применяется на машинах с малым объемом памяти.