Сегментно-страничный способ организации виртуальной памяти

Как и в сегментном способе распределения памяти, программа разбивается на логически законченные части – сегменты – и виртуальный адрес содержит ука­зание на номер соответствующего сегмента. Вторая составляющая виртуально­го адреса – смещение относительно начала сегмента – в свою очередь, может состоять из двух полей: виртуальной страницы и индекса. Другими словами, по­лучается, что виртуальный адрес теперь состоит из трех компонентов: сегмент, страница, индекс. Получение физического адреса и извлечение из памяти необ­ходимого элемента для этого способа представлено на рис. 2.9.

Из рисунка сразу видно, что этот способ организации виртуальной памяти вно­сит ещё большую задержку доступа к памяти. Необходимо сначала вычислить адрес дескриптора сегмента и прочитать его, затем вычислить адрес элемен­та таблицы страниц этого сегмента и извлечь из памяти необходимый элемент, и уже только после этого можно к номеру физической страницы приписать но­мер ячейки в странице (индекс). Задержка доступа к искомой ячейке получа­ется по крайней мере в три раза больше, чем при простой прямой адресации. Чтобы избежать этой неприятности, вводится кэширование, причем кэш, как правило, строится по ассоциативному принципу. Другими словами, просмотры двух таблиц в памяти могут быть заменены одним обращением к ассоциативной памяти.

Рис. 2.9. Сегментно-страничный способ организации виртуальной памяти

Напомним, что принцип действия ассоциативного запоминающего устройства предполагает, что каждой ячейке памяти такого устройства ставится в соответст­вие ячейка, в которой записывается некий ключ (признак, адрес), позволяющий однозначно идентифицировать содержимое ячейки памяти. Сопутствующую ячей­ку с информацией, позволяющей идентифицировать основные данные, обычно называют полем тега. Просмотр полей тега всех ячеек ассоциативного устройст­ва памяти осуществляется одновременно, то есть в каждой ячейке тега есть необ­ходимая логика, позволяющая посредством побитовой конъюнкции найти данные по их признаку за одно обращение к памяти (если они там, конечно, присутству­ют). Часто поле тегов называют аргументом, а поле с данными – функцией. В качестве аргумента при доступе к ассоциативной памяти выступают номер сег­мента и номер виртуальной страницы, а в качестве функции от этих аргументов получаем номер физической страницы. Остается приписать номер ячейки в стра­нице к полученному номеру, и мы получаем искомую команду или операнд.

Оценим достоинства сегментно-страничного способа. Разбиение программы на сегменты позволяет размещать сегменты в памяти целиком. Сегменты разби­ты на страницы, все страницы сегмента загружаются в память. Это позволяет уменьшить обращения к отсутствующим страницам, поскольку вероятность вы­хода за пределы сегмента меньше вероятности выхода за пределы страницы. Страницы исполняемого сегмента находятся в памяти, но при этом они могут находиться не рядом друг с другом, а «россыпью», поскольку диспетчер памяти манипулирует страницами. Наличие сегментов облегчает реализацию разделе­ния программных модулей между параллельными процессами. Возможна и ди­намическая компоновка задачи. А выделение памяти страницами позволяет ми­нимизировать фрагментацию.

Однако, поскольку этот способ распределения памяти требует очень значительных затрат вычислительных ресурсов и его не так просто реализовать, используется он редко, причем в дорогих, мощных вычислительных системах. Возможность реализовать сегментно-страничное распределение памяти заложена и в семейст­во микропроцессоров i80x86, однако вследствие слабой аппаратной поддержки, трудностей при создании систем программирования и операционной системы, практически он не используется в ПК.

 

Распределение оперативной памяти в

Современных ОС для ПК

Первый вопрос, который хочется задать, – это какие ОС следует относить к со­временным, а какие – нет? Стоит ли в наше время изучать такую «несовремен­ную» ОС, как MS-DOS? 1 С нашей точки зрения, прежде всего к современным ОС следует отнести те, что используют аппаратные возможности микропроцес­соров, специально заложенные для организации высокопроизводительных и надёжных вычислений. Однако эти ОС, как правило, очень сложны и громоздки. Они занимают большое дисковое пространство, требуют и большого объёма опе­ративной памяти. Поэтому для решения некоторого класса задач вполне подхо­дят и системы, использующие микропроцессоры в так называемом реальном ре­жиме работы (см. об этом в следующей главе).

В последние годы можно встретить студентов, обучающихся специальностям, непосредственно связанным с вычислительной техникой, которые совсем не зна­ют DOS-систем. Скорее всего, это является доказательством того, что такие ОС уже не являются современными. Однако достаточно часто для обслуживания компьютера необходимо выполнить простейшие программы – утилиты. Эти программы были созданы для DOS, они не требуют больших ресурсов, для их функционирования достаточно запустить MS-DOS или аналогичную простую ОС. Однако без выполнения этих программ невозможно порой установить или за­грузить иные ОС (хоть и современные, но очень сложные и громоздкие). Поэто­му мы считаем правильным хотя бы первичное, пусть не очень глубокое озна­комление с MS-DOS.

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Основы экономики и организации торговли
2. II. Урок, как основная форма организации обучения
3. USB-накопитель на флеш-памяти
4. VI. Педагогические технологии на основе эффективности управления и организации учебного процесса
5. Алгоритм списков в динамической памяти
6. Амнезия (потеря памяти), слабость памяти
7. Анализ баланса реактивной мощности на границе раздела энергоснабжающей организации и потребителя, и при необходимости определение мощности батарей конденсаторов для сети напряжением выше 1 кВ
8. Анализ денежных потоков организации
9. Анализ ликвидности, платежеспособности и финансовой устойчивости организации
10. Анализ обеспеченности организации материальными ресурсами
11. Анализ привлекательности рынка при выработке стратегии организации
12. АНАЛИЗ СИЛЬНЫХ И СЛАБЫХ СТОРОН, ВОЗМОЖНОСТЕЙ И УГРОЗ организации (предприятия) системы потребительской кооперации