Виртуальной памяти. - раздел Образование, Занятие №1 Введение Как Уже Упоминалось, При Страничном Способе Организации Виртуальной Памяти Вс...
Как уже упоминалось, при страничном способе организации виртуальной памяти все фрагменты программы, на которые она разбивается (за исключением последней ее части), получаются одинаковыми. Одинаковыми полагаются и единицы памяти, которые предоставляются для размещения фрагментов программы. Эти одинаковые части называют страницами и говорят, что оперативная память разбивается на физические страницы, а программа — на виртуальные страницы. Часть виртуальных страниц задачи размещается в оперативной памяти, а часть — во внешней. Обычно место во внешней памяти, в качестве которой в абсолютном большинстве случаев выступают накопители на магнитных дисках (поскольку они относятся к быстродействующим устройствам с прямым доступом), называют файлом подкачки, или страничным файлом (paging file). Иногда этот файл называют swap-файлом, тем самым подчеркивая, что записи этого файла — страницы — замещают друг друга в оперативной памяти. В некоторых операционных системах выгруженные страницы располагаются не в файле, а в специальном разделе дискового пространства.
Разбиение всей оперативной памяти на страницы одинаковой величины, причем кратной степени двойки, приводит к тому, что вместо одномерного адресного пространства памяти можно говорить о двухмерном. Первая координата адресного пространства — это номер страницы, вторая координата — номер ячейки внутри выбранной страницы (его называют индексом). Таким образом, физический адрес определяется парой (Рр, i), а виртуальный адрес — парой (Pv, i), где Pv — номер виртуальной страницы, Рр — номер физической страницы, i — индекс ячейки внутри страницы. Количество битов, отводимое под индекс, определяет размер страницы, а количество битов, отводимое под номер виртуальной страницы, — объем потенциально доступной для программы виртуальной памяти. Отображение, осуществляемое системой во время исполнения, сводится к отображению Pv в Рр, и приписыванию к полученному значению битов адреса, задаваемых величиной i. При этом нет необходимости ограничивать число виртуальных страниц числом физических, то есть не поместившиеся страницы можно размещать во внешней памяти, которая в данном случае служит расширением оперативной.
Для отображения виртуального адресного пространства задачи на физическую память, как и в случае сегментного способа организации, для каждой задачи необходимо иметь таблицу страниц для трансляции адресных пространств. Для описания каждой страницы диспетчер памяти операционной системы заводит соответствующий дескриптор, который отличается от дескриптора сегмента прежде всего тем, что в нем нет поля длины — ведь все страницы имеют одинаковый размер. По номеру виртуальной страницы в таблице дескрипторов страниц текущей задачи находится соответствующий элемент (дескриптор). Если бит присутствия имеет единичное значение, значит данная страница размещена в оперативной, а не во внешней памяти, и мы в дескрипторе имеем номер физической страницы, отведенной под данную виртуальную. Если же бит присутствия равен нулю, то в дескрипторе мы будем иметь адрес виртуальной страницы, расположенной во внешней памяти. Таким образом и осуществляется трансляция виртуального адресного пространства на физическую память. Этот механизм трансляции иллюстрирует рис.
При обращении к виртуальной странице, не оказавшейся в данный момент в оперативной памяти, возникает прерывание, и управление передается диспетчеру памяти, который должен найти свободное место. Обычно предоставляется первая же свободная страница. Если свободной физической страницы нет, то диспетчер памяти по одной из вышеупомянутых дисциплин замещения (LRU, LFU, FIFO, случайный доступ) определит страницу, подлежащую расформированию или сохранению во внешней памяти. На ее месте он разместит новую виртуальную страницу, к которой было обращение из задачи, но которой не оказалось в оперативной памяти.
Если объем физической памяти небольшой и даже часто требуемые страницы не удается разместить в оперативной памяти, возникает так называемая «пробуксовка». Другими словами, пробуксовка — это ситуация, при которой загрузка нужной страницы вызывает перемещение во внешнюю память той страницы, с которой мы тоже активно работаем. Очевидно, что это очень плохое явление. Чтобы его не допускать, желательно увеличить объем оперативной памяти (сейчас это просто, поскольку стоимость модуля оперативной памяти многократно снизилась), уменьшить количество параллельно выполняемых задач или прибегнуть к более эффективным дисциплинам замещения.
Основным достоинством страничного способа распределения памяти является минимальная фрагментация. Поскольку на каждую задачу может приходиться по одной незаполненной странице, очевидно, что память можно использовать достаточно эффективно; этот метод организации виртуальной памяти был бы одним из самых лучших, если бы не два следующих обстоятельства.
Первое — это то, что страничная трансляция виртуальной памяти требует существенных накладных расходов. В самом деле, таблицы страниц нужно тоже размещать в памяти. Кроме того, эти таблицы нужно обрабатывать; именно с ними работает диспетчер памяти.
Второй существенный недостаток страничной адресации заключается в том, что программы разбиваются на страницы случайно, без учета логических взаимосвязей, имеющихся в коде. Это приводит к тому, что межстраничные переходы, как правило, осуществляются чаще, нежели межсегментные, и к тому, что становится трудно организовать разделение программных модулей между выполняющимися процессами.
Задачей предмета является изучение операционных систем предназначенных для управления аппаратными средствами вычислительных... Операционная система ОС обязательная часть системного программного... Этапы развития операционных систем ПК Появление первых операционных...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Виртуальной памяти.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Цели и задачи дисциплины.
Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затру
Появление первых операционных систем
Идея компьютера была предложена английским математиком Чарльзом Бебиджем (Charles Babage) в середине девятнадцатого века. Конечно, никакой речи об операционной системе для этого "компьютера&qu
Появление мультипрограммных операционных систем для мэйнфреймов
Следующий важный период развития операционных систем относится к 1965-1975 годам. В это время в технической базе вычислительных машин произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа
Операционные системы и глобальные сети
В начале 70-х годов появились первые сетевые операционные системы, которые в отличие от многотерминальных ОС позволяли не только рассредоточить пользователей, но и организовать распределенное хране
Операционные системы мини-компьютеров и первые локальные сети
К середине 70-х годов наряду с мэйнфреймами широкое распространение получили мини-компьютеры, такие как PDP-11, Nova, HP. Мини-компьютеры первыми использовали преимущества больших интегральных схем
Развитие операционных систем в 80-е годы
К наиболее важным событиям этого десятилетия можно отнести разработку стека ТСР/IP, становление Интернета, стандартизацию технологий локальных сетей, появление персональных компьютеров и ОС для них
Единицы работы вычислительных систем
Основными единицами работы ВС являются:
- задание;
- пункт задания;
- задача.
Задание представляет собой совокупность действий, которые должна произвести
WIMP – интерфейс
Вторым этапом в развитии графического интерфейса стал "чистый" интерфейс WIMP, Этот подвид интерфейса характеризуется следующими особенностями.
1. Вся работа с программами, ф
Речевая технология
С середины 90-х годов, после появления недорогих звуковых карт и широкого распространения технологий распознавания речи, появился так называемый "речевая технология" SILK - интерфейс
Биометрическая технология
Эта технология возникла в конце 90-х годов XX века и на момент написания книги еще разрабатывается. Для управления компьютером используется выражение лица человека, направление его взгляда, ра
Семантический (общественный) интерфейс
Этот вид интерфейса возник в конце 70-х годов XX века, с развитием искусственного интеллекта. Его трудно назвать самостоятельным видом интерфейса - он включает в себя и интерфейс командной стр
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА
Интерфейс имеет важное значение для любой программной системы и является неотъем-лемой ее составляющей, ориентированной, прежде всего, на конечного пользователя. Имен-но через и
Обзор современного ПО-Операционные системы
Операционная система является важнейшим программным компонентом любой вычислительной машины, поэтому от уровня реализации политики безопасности в каждой конкретной ОС во многом зависит и общая безо
Одноранговые сетевые ОС и ОС с выделенными серверами
В зависимости от того, как распределены функции между компьютерами сети, сетевые операционные системы, а следовательно, и сети делятся на два класса: одноранговые и двухранговые (рисунок 1.4). Посл
ОС для рабочих групп и ОС для сетей масштаба предприятия
Сетевые операционные системы имеют разные свойства в зависимости от того, предназначены они для сетей масштаба рабочей группы (отдела), для сетей масштаба кампуса или для сетей масштаба предприятия
Память и отображения, виртуальное адресное пространство.
Если не принимать во внимание программирование на машинном языке (эта технология практически не используется уже очень давно), то можно сказать, что программист обращается к памяти с помощью некото
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
Сегментный способ организации виртуальной памяти.
Первым среди виртуальных методов распределения памяти был сегментный. Для этого метода программу необходимо разбивать на части и уже каждой такой части выделять физич
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 с
Утилиты используются для
§ Мониторинга показателей датчиков и производительности оборудования — мониторинг температур процессора, видеоадаптера; чтение S.M.A.R.T. жёстких дисков;
§ Управления параметрами оборудова
Типы утилит
§ Дисковые утилиты
- Дефрагментаторы
Дефрагмента́ция — процесс обновления и оптимизации логической структуры раздела диска
Простая ротация
Простая ротация подразумевает, что некий набор лент используется циклически. Например, цикл ротации может составлять неделю, тогда отдельный носитель выделяется для определенного рабочего дня не
Загружаемые драйверы устройств.
1. ANSI.SYS – расширенное управление клавиатурой и дисплеем. Обеспечивает дополнительные функции управления дисплеем:
- возможность чтения текущего положения курсора.
Управление вводом-выводом.
Ввод и вывод — это процессы, осуществляющие пересылку входных и выходных данных. MS-DOS предусматривает достаточно сложное программное обеспечение для управления этими процессами по желанию пользов
Основные составные части MS-DOS.
MS-DOS состоит из следующих компонент:
• блок начальной загрузки;
• модуль взаимодействия с BIOS (io.sys для версии 5.0 и выше);
• модуль обработки прерываний (msdos.sys
Начальная загрузка MS-DOS.
При включении ПК вначале выполняются программы BIOS.
После тестирования и других действий процедура POST (Power On Self Testing — самотестирование после включения питания — из модуля B
Файловые системы MS-DOS.
Одно из основных понятий файловой системы MS-DOS — логический диск. В некотором приближении можно считать, что это отдельный магнитный диск. Каждый логический диск имеет свое уникальное имя.
Управление оперативной памятью.
Память состоит из отдельных элементов, каждый из которых предназначен для хранения минимальной единицы информации — одного байта. Каждому элементу соответствует уникальный числовой адрес. Первому э
Доступ к памяти.
Доступ к ячейкам памяти осуществляется посредством соединения содержимого регистра сегмента с содержимым того или другого регистра. Таким образом определяется адрес требуемого участка памяти. Напри
Логическая структура дисков
Форматирование дисков. Для того чтобы на диске можно было хранить информацию, диск должен быть отформатирован, то есть должна быть создана физическая и логическая структура диска.
Стандартное форматирование гибкого диска
1. В контекстном меню выбрать пункт Форматировать. Откроется диалоговая панель Форматирование. С помощью переключателя Способ форматирования выбрать пунктПолное.
Нестандартное форматирование гибкого диска
1. Ввести команду [Программы-Сеанс MS-DOS]. Появится окно приложения Сеанс MS-DOS.
2. Ввести команду нестандартного форматирования гибкого диска А:, на котором будет 79 дорожек и 19 сектор
Дефрагментация диска
1. Для запуска программы Дефрагментация диска, необходимо из Главного меню ввести команду [Стандартные-Служебные-Дефрагментация диска].
2. Диалоговая панель Выбор диска позво
Функции файловой системы и иерархия данных
Напомним, что под файлом обычно понимают именованный набор данных, организованных в виде совокупности записей одинаковой структуры. Для управления этими данными созда
Файловая система FAT
Файловая система FAT (File Allocation Table — таблица размещения файлов) получила свое название благодаря простой таблице, в которой указываются;
§ непосредственно адресуемые участки логич
Команды DOS для работы с каталогами
Смена текущего каталога
Формат команды: cd [дисковод:][путь]
Примеры: cd - переход в корневой каталог текущего д
Удаление каталога со всем содержимым
Формат команды: deltree [/y] имя-файла-или-каталога
Команда deltree может удалять как каталоги, так и файлы. В имени файла-или-каталога
Команды DOS для работы с файлами
Создание текстовых файлов
Формат команды: copy con имя-файла
Ctrl+Z, F6 - признак конца файла. Enter
Команды DOS для работы с дисками
Смена текущего дисковода
Формат команды: Имя-дисковода:
Примеры: С: - установить текущим диск с:; a:
Драйверы MS-DOS.
Два важнейших компонента электронного оборудования компьютера — центральный процессор и память. Остальные компоненты (дисководы, клавиатура, дисплеи, принтеры и т. д.) являются внешними по отношени
Загружаемые драйверы устройств.
1. ANSI.SYS – расширенное управление клавиатурой и дисплеем. Обеспечивает дополнительные функции управления дисплеем:
- возможность чтения текущего положения курсора.
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов