Сегментов при сегментной организации памяти. Однако имеется и

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 7Следующая ⇒

Принципиальное отличие. В поле базового адреса указывается не начальный

Физический адрес сегмента, отведенный ему в результате загрузки в

Оперативную память, а начальный линейный виртуальный адрес сегмента в

пространстве виртуальных адресов (на рис. 5.20 базовые физические адреса

Обозначены SI, S2, S3, а базовые виртуальные адреса — fl, f2, f3).

Наличие базового виртуального адреса сегмента в дескрипторе

Позволяет однозначно преобразовать адрес, заданный в виде

Пары (номер сегмента, смещение в сегменте), в линейный виртуальный

Адрес байта, который затем преобразуется в физический адрес страничным

Механизмом.

Деление общего линейного виртуального адресного пространства процесса

И физической памяти на страницы осуществляется так же, как это делается

При страничной организации памяти. Размер страниц выбирается равным

степени двойки, что упрощает механизм преобразования виртуальных

Адресов в физические. Виртуальные страницы нумеруются в пределах

Виртуального адресного пространства каждого процесса, а физические

Страницы — в пределах оперативной памяти. При создании процесса в

Память загружается только часть страниц, остальные загружаются по мере

Необходимости. Время от времени система выгружает уже ненужные

Страницы, освобождая память для новых страниц. ОС ведет для каждого

Процесса таблицу страниц, в которой указывается соответствие виртуальных

Страниц физическим.

Базовые адреса таблицы сегментов и таблицы страниц процесса

Являются частью его контекста. При активизации процесса эти адреса

Загружаются в специальные регистры процессора и используются

механизмом преобразования адресов.

Преобразование виртуального адреса в физический происходит в два

этапа (рисунок 3):

На первом этапе работает механизм сегментации. Исходный

Виртуальный адрес, заданный в виде пары (номер сегмента, смещение),

Преобразуется в

Линейный виртуальный адрес. Для этого на основании базового адреса

Таблицы сегментов и номера сегмента вычисляется адрес

Дескриптора

Сегмента. Анализируются поля дескриптора и выполняется проверка

Возможности выполнения заданной операции. Если доступ к сегменту

Разрешен, то вычисляется линейный виртуальный адрес путем

Сложения

Базового адреса сегмента, извлеченного из дескриптора, и смещения,

Заданного в исходном виртуальном адресе.

На втором этапе работает страничный механизм. Полученный

Линейный

Виртуальный адрес преобразуется в искомый физический адрес. В

результате преобразования линейный виртуальный адрес

Представляется в том виде, в котором он используется при страничной

Организации памяти, а именно в виде пары (номер страницы,

Смещение в странице). Благодаря тому что размер страницы выбран

Равным степени двойки, эта задача решается простым отделением

Некоторого количества младших двоичных разрядов. При этом в

Старших разрядах содержится номер виртуальной страницы, а в

Младших — смещение искомого элемента относительно начала

Страницы. Так, если размер страницы равен 2k, то смещением

Является содержимое младших k разрядов, а остальные, старшие

Разряды содержат номер виртуальной страницы, которой принадлежит

искомый адрес. Далее преобразование адреса происходит так же, как при

Страничной организации: старшие разряды линейного виртуального

Адреса, содержащие номер виртуальной страницы, заменяются номером

Физической страницы, взятым из таблицы страниц, а младшие разряды

Виртуального адреса, содержащие смещение, остаются без изменения.

Рисунок 3 - Преобразование виртуального адреса в физический при сегментно-

Страничной организации памяти

Как видно, механизм сегментации и страничный механизм действуют

Достаточно независимо друг от друга. Поэтому нетрудно представить себе

Реализацию сегментно-страничного управления памятью, в которой механизм

Сегментации работает по вышеописанной схеме, а страничный механизм

Изменен. Он реализует двухуровневую схему, в которой виртуальное адресное

 скорость доступа к данным;

 объем адресной информации файла;

 степень фрагментированности дискового пространства;

 максимально возможный размер файла.

Непрерывное размещение — простейший вариант

Физической

Пространство делится сначала на разделы, а уж потом на страницы. В таком

случае преобразование виртуального адреса в физический происходит в

Несколько этапов. Сначала механизм сегментации обычным образом, используя

Таблицу сегментов, вычисляет линейный виртуальный адрес. Затем из данного

Виртуального адреса вычленяются номер раздела, номер страницы и смещение.

И далее по номеру раздела из таблицы разделов определяется адрес таблицы

Страниц, а затем по номеру виртуальной страницы из таблицы страниц

Определяется номер физической страницы, к которому пристыковывается

Смещение. Именно такой подход реализован компанией Intel в процессорах

I486 и Pentium.

Обзор методов и алгоритмов работы файловой подсистемы

Важным компонентом физической организации файловой системы

Является физическая организация файла, то есть способ размещения файла

На диске.

Основными критериями эффективности физической организации файлов

являются:

Организации при котором файлу предоставляется последовательность

Кластеров диска, образующих непрерывный участок дисковой памяти.

Основным достоинством этого метода является высокая скорость доступа,

Так как затраты на поиск и считывание кластеров файла минимальны. Также

Минимален объем адресной информации — достаточно хранить только

Номер первого кластера и объем файла. Данная физическая организация

максимально возможный размер файла не ограничивает. Однако этот вариант

Имеет существенные недостатки, которые затрудняют его применимость на

Практике, несмотря на всю его логическую простоту. При более

Пристальном рассмотрении оказывается, что реализовать эту схему не так

Уж просто. Действительно, какого размера должна быть непрерывная

Область, выделяемая файлу, если файл при каждой модификации может

Увеличить свой размер? Еще более серьезной проблемой является

Фрагментация. Спустя некоторое время после создания файловой системы в

Результате выполнения многочисленных операций создания и удаления

Файлов пространство диска неминуемо превращается в «лоскутное

Одеяло», включающее большое число свободных областей небольшого

Размера. Как всегда бывает при фрагментации, суммарный объем свободной

Памяти может быть очень большим, а выбрать место для размещения файла

Целиком невозможно. Поэтому на практике используются методы, в которых

Файл размещается в нескольких, в общем случае несмежных областях диска.

В общем случае, данные, содержащиеся в файле, имеют

Некоторую логическую структуру. Эта структура является базой при разработке

Программы, предназначенной для обработки этих данных.

Например, чтобы текст мог быть правильно выведен на экран, программа

Должна иметь возможность выделить отдельные слова, строки, абзацы и т.д.

Признаками, отделяющими один структурный элемент от другого, могут

Служить определенные кодовые последовательности или просто известные

Программе значения смещений этих структурных элементов, относительно начала

Файла. Поддержание структуры данных может быть либо целиком возложено на

Приложения либо в той или иной степени может взять на себя ФС (файловую

Систему).

В первом случае, когда все действия, связанные со структуризацией и

Интерпретацией содержимого файла целиком относятся к ведению приложения.

Файл представляется ФС неструктурированной последовательностью данных.

Приложение формулирует запросы к ФС на ввод/вывод, используя общие для

всех приложений системные средства. Например, указывая смещение от начала

Файла и количество байт, которые необходимо считать или записать.

Модель файла, в соответствии с которой содержимое файла представляется

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 Следующая ⇒