Управление памятью

памятью
3. Алгоритмы распределения памяти
4. Свопинг. Кэширование. Виртуальная память

– технических средств, осуществляющих запись, хранение и выдачу информации.

Основными их

характеристиками являются емкость и быстродействие.

Один из пяти принципов построения ЭВМ, сформулированный Дж. фон Нейманом - память должна иметь иерархическую структуру.

ячейки называется ее адресом.
Управляющая схема позволяет обращаться к произвольной ячейке

памяти путем указания ее адреса.
Объем оперативной памяти характеризуется количеством ячеек, содержащихся в ней.
Оперативная память является важнейшим ресурсом, требующим управления со стороны мультипрограммной операционной системы.
Распределению подлежит вся оперативная память, не занятая операционной системой.

адреса

в которую предстоит загружать программу, и информации, предоставленной транслятором о

типах констант и переменных программы, выполняет загрузку программы, совмещая ее с заменой виртуальных адресов физическими.

система фиксирует смещение действительного расположения программного кода относительно виртуального адресного

пространства.
При каждом обращении к оперативной памяти выполняется преобразование виртуального адреса в физический.

время ее выполнения, в то время как перемещающий загрузчик жестко

привязывает программу к первоначально выделенному ей участку памяти.

памяти
выделение памяти процессам и освобождение памяти при завершении процессов
вытеснение

процессов из оперативной памяти на диск, когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативную память, когда в ней освобождается место
настройка адресов программы на конкретную область физической памяти

на выполнение, и свободных разделов, выбирает подходящий раздел,
осуществляет загрузку

программы и настройку адресов.
При очевидном преимуществе - простоте реализации - данный метод имеет существенный недостаток - жесткость.
Так как в каждом разделе может выполняться только одна программа, то уровень мультипрограммирования заранее ограничен числом разделов не зависимо от того, какой размер имеют программы.

ведение таблиц свободных и занятых областей, в которых указываются начальные

адреса и размеры участков памяти
при поступлении новой задачи - анализ запроса, просмотр таблицы свободных областей и выбор раздела, размер которого достаточен для размещения поступившей задачи
загрузка задачи в выделенный ей раздел и корректировка таблиц свободных и занятых областей
после завершения задачи корректировка таблиц свободных и занятых областей.

быть проведена настройка адресов посредством использования перемещающего загрузчика.
Недостаток - фрагментация

памяти - только смежные свободные участки могут быть объединены в один.

в другое с корректировкой таблицы свободных и занятых областей.
Сжатие

может выполняться:
либо при каждом завершении задачи
либо только тогда, когда для вновь поступившей задачи нет свободного раздела достаточного размера.
Преобразование адресов из виртуальной формы в физическую должно выполняться динамическим способом.

для данной системы размера, называемые виртуальными страницами.
При загрузке процесса часть

его виртуальных страниц помещается в оперативную память, а остальные - на диск.
Для каждого процесса операционная система создает таблицу страниц.
Таблица страниц, так же как и описываемые ею страницы, размещается в оперативной памяти.

или иной страницы между памятью и диском
преобразования виртуального адреса в

физический

сегменты, размер которых определяется с учетом смыслового значения содержащейся в

них информации.
Отдельный сегмент может представлять собой подпрограмму, массив данных и т. п.

Недостатком данного метода является фрагментация на уровне сегментов и более медленное по сравнению со страничной организацией преобразование адреса.

сегмент в свою очередь делится на виртуальные страницы, которые нумеруются

в пределах сегмента.
Для каждого процесса создается таблица сегментов, в которой указываются адреса таблиц страниц для всех сегментов данного процесса.
Оперативная память делится на физические страницы.
Загрузка процесса выполняется операционной системой постранично, при этом часть страниц размещается в оперативной памяти, а часть на диске.

свойства пользователю или пользовательской программе, которыми он в действительности не

обладает.
Виртуальная память - совокупность программно-аппаратных средств, позволяющих пользователям писать программы, размер которых превосходит имеющуюся оперативную память.

разного типа, например, часть программы в оперативной памяти, а часть

на диске;
перемещает по мере необходимости данные между запоминающими устройствами разного типа, например, подгружает нужную часть программы с диска в оперативную память;
преобразует виртуальные адреса в физические.
Все эти действия выполняются автоматически.

в состоянии ожидания) временно выгружаются на диск.
Планировщик ОС не

исключает их из списка и при наступлении условий активизации процесса, находящегося в области свопинга на диске, этот процесс перемещается в оперативную память.
Если свободного места в оперативной памяти не хватает, то выгружается другой процесс.

доступа и стоимостью хранения.

устройств, отличающихся временем доступа и стоимостью хранения данных, который позволяет

уменьшить среднее время доступа к данным за счет динамического копирования в "быстрое" ЗУ наиболее часто используемой информации из "медленного" ЗУ.